一种用于土壤团聚体分散的小功率超声波发生器的制造方法
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及一种超声波发生器，特别是指一种用于土壤团聚体分散的小功率超声波发生器。
【背景技术】
[0002]土壤团聚体是土壤结构的重要属性，它决定土壤行为、可产值以及对土壤侵蚀和退化的抑制能力。早期评估土壤团聚体稳定性的方法多是定性的研究。近年来逐渐发展出定量研究的方法，已经研究出利用超声激励分散的方法评估土壤团聚体，但现有的超声波发生器的功率较大，且其输出功率随着水土溶液状态的变化会发生改变，而在分散土壤团聚体的过程中，需要观测其分散过程与能量输入的关系。从而存在两个主要不足:一是，现有超声波发生器输出功率较大，使得土壤团聚体的分散过程变得很快，不能很好观察其动态变化过程，且不能对弱稳定性的土壤进行分散和测量;二是，试验过程中，现有的超声波发生器的输出功率会随着水土溶液的状态变化而变化，这样对团聚体的分散过程所造成的影响是不可预见的，对分散能量的测量不利，并且很容易造成仪器的损坏。
【实用新型内容】
[0003]本实用新型所要解决的技术问题，就是提出一种用于土壤团聚体分散的小功率超声波发生器，其输出功率较小，能很好观察土壤团聚体分散过程中其分散度与吸收能量的关系，并能对弱稳定性的土壤进行评估，而且输出功率恒定，能很好的保证试验的质量，使得测量土壤团聚体分散能量更为方便可靠，并能增长实验仪器的使用寿命。
[0004]为解决上述技术问题，本实用新型采用以下技术方案予以实现:
[0005]—种用于土壤团聚体分散的小功率超声波发生器，包括微处理器、显示器、DDS信号发生器模块、幅值控制模块、低通滤波器模块、功率放大模块、超声波换能器、电流采样/电压采样、有效值及相位检测、A/D转换电路，所述显示器与所述微处理器直接相连，进行相互通信，用于设置超声波发生器的功率和初始频率，所述微处理器分别与所述DDS信号发生器模拟块以及幅值控制模块连接，所述DDS信号发生器模块用于设置频率控制字与相位控制字，实现对输出正弦波频率和相位的控制，而所述幅值控制模块直接与DDS信号发生器模块的基准电压引脚连接，从而实现对输出正弦波的幅值大小的控制;所述DDS信号发生器模块之后依次连接有低通滤波器模块、功率放大模块、超声波换能器、电流采样/电压采样、有效值及相位检测、A/D转换电路，此外，所述A/D转换电路还与微处理器连接;其中，低通滤波器模块用于对DDS信号发生器模块进行滤波，得到频谱纯净的正弦波，功率放大模块用于对所述低通滤波器模块发出的正弦波进行功率放大得到驱动超声波换能器所需的电流，而所述电流采样/电压采样、有效值及相位检测、A/D转换电路用于实时监测和显示所述超声波换能器的电压、电流与频率状态，根据采集得到的超声波换能器的实时运行状态，微处理器对DDS信号发生器模块和幅值控制模块进行控制，形成一个闭环控制，从而实现超声波输出功率小且恒定的目标。
[0006]作为优选地，所述微处理器通过SPI接口与所述DDS信号发生器模拟块以及幅值控制模块连接。
[0007]作为优选地，所述功率放大模块中包含有电压放大模块。
[0008]作为优选地，所述显示器为触摸屏显示器。
[0009]本实用新型的原理:显示器直接与微处理器相连，进行相互通信，设置超声波发生器的功率和初始频率;微处理器通过SPI接口与DDS信号发生器模块连接，并设置频率控制字与相位控制字，实现对输出正弦波频率和相位的控制;微处理器通过SPI接口与幅值控制模块连接，幅值控制模块直接与DDS信号发生器模块的基准电压引脚连接，从而实现对输出正弦波的幅值大小的控制；由于DDS信号发生器模块发出的正弦波含有高次谐波，所以通过低通滤波器模块对其进行滤波，得到频谱纯净的正弦波;低通滤波器模块发出的正弦波经过功率放大模块即可得到可以驱动超声波换能器所需的电流;电流采样/电压采样、有效值及相位检测、A/D转换电路、显示器实时监测和显示超声波换能器的电压、电流与频率等状态，根据采集得到的超声波换能器的实时运行状态，微处理器对DDS信号发生器模块和幅值控制模块进行控制，形成一个闭环控制，从而实现超声波输出功率小且恒定的目标。
[0010]与现有技术相比，本实用新型具有的有益效果为:本实用新型由于输出功率较小，所以能很好观察土壤团聚体分散过程中其分散度与吸收能量的关系，并能对弱稳定性的土壤进行评估;输出功率恒定，能很好的保证试验的质量，使得测量土壤团聚体分散能量更为方便可靠，并能增长实验仪器的使用寿命。
【附图说明】
[0011]图1为本实用新型优选实施例的连接示意图。
【具体实施方式】
[0012]为让本领域的技术人员更加清晰直观的了解本实用新型，下面将结合附图，对本实用新型作进一步的说明。
[0013]如图1所示为本实用新型的优选实施例。
[0014]一种用于土壤团聚体分散的小功率超声波发生器，包括微处理器1、触摸屏显示器
2、DDS信号发生器模块3、幅值控制模块4、低通滤波器模块5、功率放大模块6、超声波换能器
7、电流采样/电压采样8、有效值及相位检测9、A/D转换电路10，触摸屏显示器2直接与微处理器1相连，进行相互通信，设置超声波发生器的功率和初始频率;微处理器1通过SPI接口与DDS信号发生器模块3连接，用于设置频率控制字与相位控制字，实现对输出正弦波频率和相位的控制;微处理器1同样通过SPI接口与幅值控制模块4连接;而幅值控制模块4直接与DDS信号发生器模块3的基准电压引脚连接，从而实现对输出正弦波的幅值大小的控制；由于DDS信号发生器模块3发出的正弦波含有高次谐波，所以通过低通滤波器模块5对其进行滤波，得到频谱纯净的正弦波;低通滤波器模块5发出的正弦波经过功率放大模块(含电压放大)6即可得到可以驱动超声波换能器7所需的电流;电流采样/电压采样8、有效值及相位检测9、A/D转换电路10、触摸屏显示器2实时监测和显示超声波换能器7的电压、电流与频率等状态，根据采集得到的超声波换能器7的实时运行状态，微处理器1对DDS信号发生器模块3和幅值控制模块4进行控制，形成一个闭环控制，从而实现超声波输出功率小且恒定的 。遐皿
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【主权项】
1.一种用于土壤团聚体分散的小功率超声波发生器，其特征在于:包括微处理器、显示器、DDS信号发生器模块、幅值控制模块、低通滤波器模块、功率放大模块、超声波换能器、电流采样/电压采样、有效值及相位检测、A/D转换电路，所述显示器与所述微处理器直接相连，进行相互通信，用于设置超声波发生器的功率和初始频率，所述微处理器分别与所述DDS信号发生器模拟块以及幅值控制模块连接，所述DDS信号发生器模块用于设置频率控制字与相位控制字，实现对输出正弦波频率和相位的控制，而所述幅值控制模块直接与DDS信号发生器模块的基准电压引脚连接，从而实现对输出正弦波的幅值大小的控制;所述DDS信号发生器模块之后依次连接有低通滤波器模块、功率放大模块、超声波换能器、电流采样/电压采样、有效值及相位检测、A/D转换电路，此外，所述A/D转换电路还与微处理器连接;其中，低通滤波器模块用于对DDS信号发生器模块进行滤波，得到频谱纯净的正弦波，功率放大模块用于对所述低通滤波器模块发出的正弦波进行功率放大得到驱动超声波换能器所需的电流，而所述电流采样/电压采样、有效值及相位检测、A/D转换电路用于实时监测和显示所述超声波换能器的电压、电流与频率状态，根据采集得到的超声波换能器的实时运行状态，微处理器对DDS信号发生器模块和幅值控制模块进行控制，形成一个闭环控制，从而实现超声波输出功率小且恒定的目标。2.根据权利要求1所述的超声波发生器，其特征在于:所述微处理器通过SPI接口与所述DDS信号发生器模拟块以及幅值控制模块连接。3.根据权利要求2所述的超声波发生器，其特征在于:所述功率放大模块中包含有电压放大模块。4.根据权利要求3所述的超声波发生器，其特征在于:所述显示器为触摸屏显示器。
【专利摘要】本实用新型提出了一种用于土壤团聚体分散的小功率超声波发生器，其微处理器分别连接显示器、幅值控制模块、DDS信号发生器模块以及A/D转换电路连接，而DDS信号发生器模块与幅值控制模块连接，且DDS信号发生器模块之后依次连接有低通滤波器模块、功率放大模块、超声波换能器、电流采样/电压采样、有效值及相位检测，微处理器对DDS信号发生器模块和幅值控制模块进行控制，形成一个闭环控制，从而实现超声波输出功率小且恒定的目标。本实用新型输出功率小，可观察土壤团聚体分散过程中分散度与吸收能量的关系，可评估弱稳定性的土壤；输出功率恒定，保证试验的质量，使得测量土壤团聚体分散能量方便可靠，并增长实验仪器的使用寿命。
【IPC分类】G01N29/34, G01N29/04
【公开号】CN205103222
【申请号】CN201520898863
【发明人】朱兆龙, 谢志强, 安韶山, 古月, 林芳
【申请人】西北农林科技大学
【公开日】2016年3月23日
【申请日】2015年11月12日