【正文】 19 磁性物與頻率關(guān)系圖 磁體線圈切換電路 為了。 11223344556677141413131212111110109988E1648U1E 16 48C1C2CC3L1R11K2374618U2O P 07C5104C6104R45KR5100 KR6 KR710KR310K10KR2+ C41+ 12 V1 2U 2 A401 06U 1 0521R83KR 1010KR910K+ 12 VP 1. 2 P 1. 1 圖 319。通過 檢測 頻率 的變化量測得 管道中磁性物礦漿 的濃度 。硬件 連 接電路如圖 3MC1648 采用典型的差分對管振蕩電路 結(jié)構(gòu) 。 測量電路將由測量電感線圈與 射極耦合芯片 MC1648 組成頻率隨測量電感線圈中磁性物含量變化的電 路。因此，當(dāng)重介質(zhì)懸浮液流經(jīng)一個感應(yīng)線圈時，其磁導(dǎo)率 Ur 將隨且僅隨磁性物質(zhì)的含量而變化，故線圈的電感量也將與鐵磁物質(zhì)的含量成正比。6) 釩鈦磁鐵礦脫磁器的硬件設(shè)計(jì) 26 U0 為真空磁導(dǎo)率 Ur 為線圈管內(nèi)介質(zhì)相對磁導(dǎo)率 n 為線圈匝數(shù) ， S 是線圈橫截而積 l 為線圈長度 當(dāng)線圈的匝數(shù)、橫截而積、長度確定后，線圈的電感量與其中介質(zhì)的磁導(dǎo)率成正比。通過自適應(yīng)工作方式降低能耗，提高裝置的性價比。17 測量電動勢轉(zhuǎn)換電路圖 節(jié)能控制 電路 節(jié)能控制電路 在裝置自動工作狀態(tài)時為單片機(jī)決策提供依據(jù)。當(dāng)裝置正常工作時，開關(guān)量有變化，非正常工作時，開關(guān)量無變化，保持常態(tài)，據(jù)此判斷裝置是否正常工作。17 所示電路圖 將感應(yīng)電動勢 轉(zhuǎn)變?yōu)殚_關(guān)量信號，對充放電的正常工作狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)測。則磁場將在線圈的兩出線端感應(yīng)一個電勢 e(t)，根據(jù) 電磁感應(yīng)原理，可得出 ： dtdiMe 1? (34) 如果將羅可夫斯基線圈套在被測電流 i1(t)上，即電流從線圈中心穿過如圖 317 所示的截面為圓形的羅可夫斯基線圈，其自感 為： )( 222 baaNL ??? ? (3 制作羅可夫斯基線圈將測量導(dǎo)線 均勻地繞在一個截面均勻的圓形非磁性材料 釩鈦磁鐵礦脫磁器的硬件設(shè)計(jì) 25 的骨架上，即可構(gòu)成一個羅可夫斯基線圈。截面為圓形的羅可夫斯基線圈的結(jié)構(gòu)如圖 3通過羅可夫斯基線圈 感應(yīng)出磁體中是否有脈沖電流通過。16 羅可夫斯基線圈 、指 示 電路 單片機(jī)通過四個按鍵判別裝置需要處于哪種工作狀態(tài)，按鍵功能和相關(guān)指示燈功能見表 1，當(dāng)裝置處于自動工作狀態(tài)時根據(jù)節(jié)能控制模塊反饋回來的信息自動調(diào)節(jié)磁場強(qiáng)度和裝置的運(yùn)行狀態(tài)；處于手動狀態(tài)時根據(jù)按鍵 按鍵 6 的狀態(tài)調(diào)整磁場強(qiáng)度的大小。 釩鈦磁鐵礦脫磁器的硬件設(shè)計(jì) 24 T R I G2Q3R4C V ol t5T H R6D I S7VCC8GND1U9N E 555R 16R 15C 12C 11V C C5/ 4 011 圖 3 121 )( CRRf ?? (3其引腳 4， 8接高電平，引腳 1 接低電平。為完成本項(xiàng)任務(wù)可設(shè)置 振蕩器，如圖 所示 。實(shí)際測量結(jié)果，在原邊供電電壓為 +12V 情況下，副邊輸出的脈沖電流最大能達(dá)到 250mA 左右，滿足觸發(fā)要求。14 觸發(fā)脈沖波形圖 觸發(fā)變壓器的制 作 ： 本裝置中選用 3W 的小功率電源變壓器磁芯，原邊匝數(shù)300 匝，副邊匝數(shù) 100 匝，原邊線徑 。觸發(fā)變壓器的另一個重要作用是對主電路和控制電路進(jìn)行電隔離，保證各自的安全。 t2，t3 間的寬度為 56 us～ 60us，如圖 3 釩鈦磁鐵礦脫磁器的硬件設(shè)計(jì) 23 （ 4） 脈沖變壓器的設(shè)計(jì) 可控硅需要 100mA 左右的觸發(fā)電流才能觸發(fā)導(dǎo)通。其中 τ 為脈沖變壓器的常數(shù)，它與脈沖變壓器的漏電感、直流電阻以及原邊的負(fù)載電阻有關(guān)。所以對脈沖變壓器的要求也不相同，就電性能而言，要求脈沖變壓器的勵磁電感 L1 盡可能大，漏感 Lb 和分布電容 C0 盡可能小。普通變壓器一次加的是正弦電壓，而脈沖變壓器加的是周期性脈沖電壓。所以要求脈沖變壓器信號傳輸不產(chǎn)生失真，使脈沖前沿、后沿及平頂部分與原信號保持一致，脈沖持續(xù)時間和間歇時間保持不變化。脈沖觸發(fā)電路中的脈沖變壓器是可控硅觸發(fā)線路中不可缺少的元件，主要用來變換脈沖電壓幅度，變換脈沖信號極性和分離直流成分、阻抗匹配以及功率傳輸?shù)取? 釩鈦磁鐵礦脫磁器的硬件設(shè)計(jì) 22 8910U 7 C4 0 1 1564U 7 B4 0 1 15 6U 6 C7 4 0 7D3L E DU8R5200+ 5 VR6R7+ 1 2 VQ1N P NT3R8100+ 1 2 VQ3S C RD6R9C8D4D7D59 8U 6 D7 4 0 7D4L E DU9R 1 4200+ 5 VR 1 2R 1 3+ 1 2 VQ5N P NT4R 1 1100+ 1 2 VQ4S C RD9R 1 0C9D7D8P 1 .0P 1 .1 圖 3從圖中看到 觸發(fā)電路與可控硅 通過 脈沖觸發(fā)變壓器 連接，脈沖變壓器起到 隔離 作用，保護(hù)觸發(fā)電路 。 其中 觸發(fā)電路原理如圖 3這里給出脈沖的序列技術(shù)、單片機(jī)控制的觸發(fā)技術(shù)。本 課 題設(shè)計(jì)出同步信號為正弦波的數(shù)字式 AT89S52 單片機(jī)控制的觸發(fā)電路。我們采用 AT 公司的 AT89S52 單片機(jī)作為控制中心協(xié)調(diào)控制充放電可控硅的觸發(fā)脈沖的產(chǎn)生。數(shù)字可編程脈沖電路具有設(shè)計(jì)方便、工作穩(wěn)定可靠等優(yōu)點(diǎn)。脈沖技術(shù)是有關(guān)脈沖形成、調(diào)制的技術(shù)。 ⑧ 為保證可控硅在每個工作周期內(nèi)必須導(dǎo)通，應(yīng)將脈沖信號轉(zhuǎn)化為脈沖序列信號。 根據(jù)晶閘管觸發(fā)脈沖的要求為脈沖振動預(yù)磁器設(shè)計(jì)脈沖觸發(fā)電路，就應(yīng)有如下要求 ： ⑥ 在某一電流工作時，要保證始終在電源電壓處于正半周時的同一相位對電 釩鈦磁鐵礦脫磁器的硬件設(shè)計(jì) 21 回路的可控硅進(jìn)行觸發(fā)，以此保證設(shè)備工作時磁場特性的穩(wěn)定 。 ④ 觸發(fā)脈沖前沿要陡。故晶閘管對觸發(fā)電路的脈沖基本要求如下： ① 觸發(fā)電路發(fā)出的觸發(fā)信號應(yīng)具有足夠大的功率，即觸發(fā)電壓和電流必須大于晶閘管觸發(fā)電壓 UGT、門及觸發(fā)電流 IGT，使門極的工作點(diǎn)在門極伏安特性 可靠觸發(fā) ，但瞬時功率和平均功率都不能超過門極瞬時功率極限和門極平均功率 限 。這種信號就是脈沖信號。正因?yàn)榭煽毓鑼?dǎo)通后，門極電壓即控制信號失去作用，如果控制信號始終存在，就會增加門極的損耗。12 可控硅外形和內(nèi)部結(jié)構(gòu) 要使可控硅導(dǎo)通，必須同時具備兩個條件 ： 在可控硅的控制極和陰極之間加一正向門 極電壓；在可控硅的陽極和陰極之間加上正向電壓。12所示。11 分頻后輸出波形實(shí)測 釩鈦磁鐵礦脫磁器的硬件設(shè)計(jì) 20 （ 1） 可控硅觸發(fā)要求 在主回路中，電路的 “通 ”與 “斷 ”通過可控硅的觸發(fā)導(dǎo)通來實(shí)現(xiàn)的。9 分頻后波形圖 圖 3 D5Q1C L K3Q2R4S6U 5 A40 1 3E A / V P31X119X218R E S E T9RD17WR16I N T 012I N T 113T014T115P 101P 112P 123P 134P 145P 156P 167P 178P 0039P 0138P 0237P 0336P 0435P 0534P 0633P 0732P 2021P 2122P 2223P 2324P 2425P 2526P 2627P 2728P S E N29A L E / P30T X D11R X D10U189 S 52C L K 圖 3 38 所示，理論波形如圖 3實(shí)現(xiàn)了 40ms 工作周期的目的。7 同步信號整形輸出實(shí)測波形 （ 2） 分頻器 分頻電路采用了 雙 D 觸發(fā)器 CD4013 進(jìn)行了二分頻處理。5 同步信號輸入輸出波 理論 圖 3 T1R1R3 R4C2 D1 D22376 5184U3L M 31 1 U4O P T O I S O 1+ 12+ 12 + 5VR21 2U 2 A40 1 0638 0 V 5VC L K 圖 36， 釩鈦磁鐵礦脫磁器的硬件設(shè)計(jì) 18