专利名称：超声波制备精细水煤浆过程监控装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种水煤浆制备过程监控装置，尤其是能对超声波制备精 细水煤浆过程进行监控的装置。
技术背景-
水煤浆是一种以煤代油的产品，粒度小于lOto的精细水煤浆加入柴油和添 加剂可作为内燃机燃料。采用超声波进行强化处理是精细水煤浆制备的一种先 进工艺。但是以往进行水煤浆制备过程监控使用的分散式仪器或单片计算机的 功能和性能都达不到超声制备精细水煤浆过程监控的要求，特别是对超声振荡 的频率不能进行实时控制，影响水煤浆的品质；而通用计算机体积大、功率消 耗高、抗干扰性能差，不适合安装于水煤浆制备现场。 实用新型内容
为了克服现有水煤浆制备过程监控设备功能少、性能差或者不适合安装在 工业现场的不足，本实用新型提供一种采用嵌入式计算机的新型超声波强化制 备精细水煤浆过程监控装置，不仅适合安装在水煤浆制备现场，还能对水煤浆 的压力、温度、液位、流量等参数以及超声波振荡频率实时进行智能控制。
本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是在印刷电路板上，模数 转换芯片、计数器芯片、存储器芯片、串行通信芯片、网络通信芯片、数模转
换芯片分别与嵌入式计算机微处理器相连，DDS (direct digital synthesizer _—直接数字频率合成)芯片分别与微处理器和印刷电路板外的IGBT (Insulated Gate Bipolar Transistor——绝缘栅双极型功率管)驱动模块相连； IGBT驱动模块与逆变器相连，整流滤波模块与逆变器相连。在嵌入式计算机微处理器控制下模数转换芯片采集水煤浆液位、温度和压力信号，串行通信芯
片读取水煤浆粒度信号；计数器芯片采集水煤浆流量信号；数模转换芯片控制 进料阀门、冷却器、出料阀门开闭和压縮机电机转速，使系统保持设定的容量、 温度和压力，并输出合格产品；微处理器通过分析水煤浆制备系统各项参数确 定DDS芯片的输出信号频率；DDS芯片输出的频率信号通过IGBT驱动模块和 逆变器控制水煤浆加工的超声波振荡的频率。
本实用新型的有益效果是，对水煤浆制备过程实现自动监控，采用DDS芯 片精确控制超声波强化处理水煤浆的振荡频率，能在最短时间内用最低能耗达 到精细水煤浆粒度及其分布曲线的要求；采用嵌入式计算机结构比使用普通计 算机体积小、功率消耗低、可靠性高、抗干扰性强，适合工业现场安装应用。
以下结合附图和实施例对本实用新型进一步说明。 图1是本实用新型的结构原理图。
图中l.模数转换芯片，2.控制信号线，3.数据信号线，4.数据信号线，5. 串口通信芯片，6.网络通信芯片，7.数据信号线，8.数据信号线，9.控制信号 线，IO.数模转换芯片，11.印刷电路板，12.频率信号线，13.驱动器，14.驱 动信号线，15.逆变器，16.整流滤波器，17.电力信号线，18.直接数字频率合 成芯片，19.数据信号线，20.控制信号线，21.微处理器芯片，22.控制信号 线，23.存储器模块，24.地址信号线，25.数据信号线，26.控制信号线，27. 数据信号线，28.计数器芯片。
具体实施方式
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在印刷电路板上型号为MAX1290ACEI的模数转换芯片(1)与型号为AT91RM9200的微处理器(21)相连，采集水煤浆温度、压力和液位信号。型号 为MAX3232的串行通信芯片(5)与微处理器相连，通过RS232串口通信读取外 部激光粒度仪的粒度数据。型号为MAX5154的数模转换芯片(10)与微处理器 相连，输出冷却器、压縮机和阀门控制信号，当温度高于设定值时打开冷却器 降低温度；当压力偏离设定值时通过变频调速器调节压縮机电机转速达到设定 的压力(输出控制量的值由模糊PI算法确定)；当液位不足时打开进料阀门输 入原料；当粒度达到要求时打开出料阔门输出成品。型号为82C54的计数器芯 片(28)与微处理器相连，采集精细水煤浆成品的流量信号。存储器模块(23) 中，型号为HY57V561620的同步动态随机访问存储器(SDRAM， Synchronous Dynamic Random Access Memory)与微处理器相连，存储运行过程中的程序和 数据；型号为K9F1208D0A的非易失存储器(FLASH )与微处理器相连，存储操 作系统、程序代码和控制规则库数据。型号为DM9161的网络通信芯片(6)与 微处理器相连，将输出的水煤浆流量和水煤浆制备过程的其它参数一起通过计 算机网络传送到远程监控中心。型号为AD9852的DDS芯片(18)与微处理器相 连，输出频率信号，当水煤浆制备系统单位时间产量低于预定值时微处理器调 整超声波振荡的频率，以提高生产效率。调整频率时微处理器通过串行外围接 口 (SPI——Serial Peripheral Interface)将数字频率信号写入DDS芯片的 频率寄存器；DDS芯片生成所需要频率的正弦波信号，通过型号为2SD106A的 IGBT驱动模块(13)输出到逆变器(15);逆变器釆用型号为BSM15GD120DN2 的IGBT模块；型号为FARM2C21的整流滤波模块(16)对来自电网的工频 交流电经过整流滤波以后输出到逆变器，逆变器将高频交变电流提供给外部的 超声波换能器对水煤浆进行超声强化处理。
权利要求1.一种超声波制备精细水煤浆过程监控装置，在印刷电路板上，模数转换芯片、计数器芯片、存储器芯片、串行通信芯片、网络通信芯片、数模转换芯片分别与嵌入式计算机微处理器相连，其特征是直接数字频率合成芯片分别与微处理器和印刷电路板外的绝缘栅双极型功率管驱动模块相连，驱动模块与逆变器相连，整流滤波模块与逆变器相连。
专利摘要一种超声波制备精细水煤浆过程监控装置，在印刷电路板上，模数转换芯片、计数器芯片、存储器芯片、串行通信芯片、网络通信芯片、数模转换芯片分别与嵌入式计算机微处理器相连，直接数字频率合成芯片分别与微处理器和印刷电路板外的绝缘栅双极型功率管驱动模块相连；驱动模块和整流滤波模块分别与逆变器相连。监控装置在微处理器控制下采集水煤浆液位、温度、压力、粒度和流量信号；控制进料阀门、冷却器、出料阀门开闭和压缩机电机转速，通过分析水煤浆制备过程中的各项参数确定超声波振荡应采用的频率。由于能够智能控制超声波振荡的频率，本实用新型特别适合于超声波强化制备精细水煤浆的过程监控。
文档编号G05B19/04GK201352309SQ20092000596
公开日2009年11月25日 申请日期2009年2月19日 优先权日2009年2月19日
发明者刘兆妍, 赵晨光 申请人:唐山学院