專利名稱：超聲波制備精細(xì)水煤漿過程監(jiān)控裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種水煤漿制備過程監(jiān)控裝置，尤其是能對(duì)超聲波制備精 細(xì)水煤漿過程進(jìn)行監(jiān)控的裝置。
技術(shù)背景-
水煤漿是一種以煤代油的產(chǎn)品，粒度小于lOto的精細(xì)水煤漿加入柴油和添 加劑可作為內(nèi)燃機(jī)燃料。采用超聲波進(jìn)行強(qiáng)化處理是精細(xì)水煤漿制備的一種先 進(jìn)工藝。但是以往進(jìn)行水煤漿制備過程監(jiān)控使用的分散式儀器或單片計(jì)算機(jī)的 功能和性能都達(dá)不到超聲制備精細(xì)水煤漿過程監(jiān)控的要求，特別是對(duì)超聲振蕩 的頻率不能進(jìn)行實(shí)時(shí)控制，影響水煤漿的品質(zhì)；而通用計(jì)算機(jī)體積大、功率消 耗高、抗干擾性能差，不適合安裝于水煤漿制備現(xiàn)場(chǎng)。 實(shí)用新型內(nèi)容
為了克服現(xiàn)有水煤漿制備過程監(jiān)控設(shè)備功能少、性能差或者不適合安裝在 工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)的不足，本實(shí)用新型提供一種采用嵌入式計(jì)算機(jī)的新型超聲波強(qiáng)化制 備精細(xì)水煤漿過程監(jiān)控裝置，不僅適合安裝在水煤漿制備現(xiàn)場(chǎng)，還能對(duì)水煤漿 的壓力、溫度、液位、流量等參數(shù)以及超聲波振蕩頻率實(shí)時(shí)進(jìn)行智能控制。
本實(shí)用新型解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是在印刷電路板上，模數(shù) 轉(zhuǎn)換芯片、計(jì)數(shù)器芯片、存儲(chǔ)器芯片、串行通信芯片、網(wǎng)絡(luò)通信芯片、數(shù)模轉(zhuǎn)
換芯片分別與嵌入式計(jì)算機(jī)微處理器相連，DDS (direct digital synthesizer _—直接數(shù)字頻率合成)芯片分別與微處理器和印刷電路板外的IGBT (Insulated Gate Bipolar Transistor——絕緣柵雙極型功率管)驅(qū)動(dòng)模塊相連； IGBT驅(qū)動(dòng)模塊與逆變器相連，整流濾波模塊與逆變器相連。在嵌入式計(jì)算機(jī)微處理器控制下模數(shù)轉(zhuǎn)換芯片采集水煤漿液位、溫度和壓力信號(hào)，串行通信芯
片讀取水煤漿粒度信號(hào)；計(jì)數(shù)器芯片采集水煤漿流量信號(hào)；數(shù)模轉(zhuǎn)換芯片控制 進(jìn)料閥門、冷卻器、出料閥門開閉和壓縮機(jī)電機(jī)轉(zhuǎn)速，使系統(tǒng)保持設(shè)定的容量、 溫度和壓力，并輸出合格產(chǎn)品；微處理器通過分析水煤漿制備系統(tǒng)各項(xiàng)參數(shù)確 定DDS芯片的輸出信號(hào)頻率；DDS芯片輸出的頻率信號(hào)通過IGBT驅(qū)動(dòng)模塊和 逆變器控制水煤漿加工的超聲波振蕩的頻率。
本實(shí)用新型的有益效果是，對(duì)水煤漿制備過程實(shí)現(xiàn)自動(dòng)監(jiān)控，采用DDS芯 片精確控制超聲波強(qiáng)化處理水煤漿的振蕩頻率，能在最短時(shí)間內(nèi)用最低能耗達(dá) 到精細(xì)水煤漿粒度及其分布曲線的要求；采用嵌入式計(jì)算機(jī)結(jié)構(gòu)比使用普通計(jì) 算機(jī)體積小、功率消耗低、可靠性高、抗干擾性強(qiáng)，適合工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)安裝應(yīng)用。


以下結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)一步說明。 圖1是本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)原理圖。
圖中l(wèi).模數(shù)轉(zhuǎn)換芯片，2.控制信號(hào)線，3.數(shù)據(jù)信號(hào)線，4.數(shù)據(jù)信號(hào)線，5. 串口通信芯片，6.網(wǎng)絡(luò)通信芯片，7.數(shù)據(jù)信號(hào)線，8.數(shù)據(jù)信號(hào)線，9.控制信號(hào) 線，IO.數(shù)模轉(zhuǎn)換芯片，11.印刷電路板，12.頻率信號(hào)線，13.驅(qū)動(dòng)器，14.驅(qū) 動(dòng)信號(hào)線，15.逆變器，16.整流濾波器，17.電力信號(hào)線，18.直接數(shù)字頻率合 成芯片，19.數(shù)據(jù)信號(hào)線，20.控制信號(hào)線，21.微處理器芯片，22.控制信號(hào) 線，23.存儲(chǔ)器模塊，24.地址信號(hào)線，25.數(shù)據(jù)信號(hào)線，26.控制信號(hào)線，27. 數(shù)據(jù)信號(hào)線，28.計(jì)數(shù)器芯片。
具體實(shí)施方式
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在印刷電路板上型號(hào)為MAX1290ACEI的模數(shù)轉(zhuǎn)換芯片(1)與型號(hào)為AT91RM9200的微處理器(21)相連，采集水煤漿溫度、壓力和液位信號(hào)。型號(hào) 為MAX3232的串行通信芯片(5)與微處理器相連，通過RS232串口通信讀取外 部激光粒度儀的粒度數(shù)據(jù)。型號(hào)為MAX5154的數(shù)模轉(zhuǎn)換芯片(10)與微處理器 相連，輸出冷卻器、壓縮機(jī)和閥門控制信號(hào)，當(dāng)溫度高于設(shè)定值時(shí)打開冷卻器 降低溫度；當(dāng)壓力偏離設(shè)定值時(shí)通過變頻調(diào)速器調(diào)節(jié)壓縮機(jī)電機(jī)轉(zhuǎn)速達(dá)到設(shè)定 的壓力(輸出控制量的值由模糊PI算法確定)；當(dāng)液位不足時(shí)打開進(jìn)料閥門輸 入原料；當(dāng)粒度達(dá)到要求時(shí)打開出料闊門輸出成品。型號(hào)為82C54的計(jì)數(shù)器芯 片(28)與微處理器相連，采集精細(xì)水煤漿成品的流量信號(hào)。存儲(chǔ)器模塊(23) 中，型號(hào)為HY57V561620的同步動(dòng)態(tài)隨機(jī)訪問存儲(chǔ)器(SDRAM， Synchronous Dynamic Random Access Memory)與微處理器相連，存儲(chǔ)運(yùn)行過程中的程序和 數(shù)據(jù)；型號(hào)為K9F1208D0A的非易失存儲(chǔ)器(FLASH )與微處理器相連，存儲(chǔ)操 作系統(tǒng)、程序代碼和控制規(guī)則庫(kù)數(shù)據(jù)。型號(hào)為DM9161的網(wǎng)絡(luò)通信芯片(6)與 微處理器相連，將輸出的水煤漿流量和水煤漿制備過程的其它參數(shù)一起通過計(jì) 算機(jī)網(wǎng)絡(luò)傳送到遠(yuǎn)程監(jiān)控中心。型號(hào)為AD9852的DDS芯片(18)與微處理器相 連，輸出頻率信號(hào)，當(dāng)水煤漿制備系統(tǒng)單位時(shí)間產(chǎn)量低于預(yù)定值時(shí)微處理器調(diào) 整超聲波振蕩的頻率，以提高生產(chǎn)效率。調(diào)整頻率時(shí)微處理器通過串行外圍接 口 (SPI——Serial Peripheral Interface)將數(shù)字頻率信號(hào)寫入DDS芯片的 頻率寄存器；DDS芯片生成所需要頻率的正弦波信號(hào)，通過型號(hào)為2SD106A的 IGBT驅(qū)動(dòng)模塊(13)輸出到逆變器(15);逆變器釆用型號(hào)為BSM15GD120DN2 的IGBT模塊；型號(hào)為FARM2C21的整流濾波模塊(16)對(duì)來(lái)自電網(wǎng)的工頻 交流電經(jīng)過整流濾波以后輸出到逆變器，逆變器將高頻交變電流提供給外部的 超聲波換能器對(duì)水煤漿進(jìn)行超聲強(qiáng)化處理。
權(quán)利要求1.一種超聲波制備精細(xì)水煤漿過程監(jiān)控裝置，在印刷電路板上，模數(shù)轉(zhuǎn)換芯片、計(jì)數(shù)器芯片、存儲(chǔ)器芯片、串行通信芯片、網(wǎng)絡(luò)通信芯片、數(shù)模轉(zhuǎn)換芯片分別與嵌入式計(jì)算機(jī)微處理器相連，其特征是直接數(shù)字頻率合成芯片分別與微處理器和印刷電路板外的絕緣柵雙極型功率管驅(qū)動(dòng)模塊相連，驅(qū)動(dòng)模塊與逆變器相連，整流濾波模塊與逆變器相連。
專利摘要一種超聲波制備精細(xì)水煤漿過程監(jiān)控裝置，在印刷電路板上，模數(shù)轉(zhuǎn)換芯片、計(jì)數(shù)器芯片、存儲(chǔ)器芯片、串行通信芯片、網(wǎng)絡(luò)通信芯片、數(shù)模轉(zhuǎn)換芯片分別與嵌入式計(jì)算機(jī)微處理器相連，直接數(shù)字頻率合成芯片分別與微處理器和印刷電路板外的絕緣柵雙極型功率管驅(qū)動(dòng)模塊相連；驅(qū)動(dòng)模塊和整流濾波模塊分別與逆變器相連。監(jiān)控裝置在微處理器控制下采集水煤漿液位、溫度、壓力、粒度和流量信號(hào)；控制進(jìn)料閥門、冷卻器、出料閥門開閉和壓縮機(jī)電機(jī)轉(zhuǎn)速，通過分析水煤漿制備過程中的各項(xiàng)參數(shù)確定超聲波振蕩應(yīng)采用的頻率。由于能夠智能控制超聲波振蕩的頻率，本實(shí)用新型特別適合于超聲波強(qiáng)化制備精細(xì)水煤漿的過程監(jiān)控。
文檔編號(hào)G05B19/04GK201352309SQ20092000596
公開日2009年11月25日 申請(qǐng)日期2009年2月19日 優(yōu)先權(quán)日2009年2月19日
發(fā)明者劉兆妍, 趙晨光 申請(qǐng)人:唐山學(xué)院