一种用于FSM系统的高精度恒流源的制作方法

本实用新型属于检测电路领域，特别涉及一种用于FSM系统的高精度恒流源。

背景技术：

目前，油气运输过程中，因为管道腐蚀因素所造成的事故较多，对管道内壁腐蚀的检测和监测极为重要。目前行业内一般采用电阻探针法和极化探针法在线监测管道的腐蚀状况，但目前只能进行间接的均匀腐蚀检测，对危害度较大的坑蚀无监测能力，急需一种高精度和高可靠性的管道腐蚀检测系统对管道进行监测。

FSM(Field Signature Method)是一种腐蚀监测产品，中文名字称为“电指纹腐蚀监测系统”，用于油气行业输送管线的内腐蚀监测，这种技术主要用来检测各种形式的腐蚀，也可检测大多数的裂纹以及监控腐蚀和裂纹的扩展。该方法检测可靠性高，耐高低温，寿命长，不存在监测部件的损耗问题，在均匀腐蚀条件下，敏感性与灵活性要比大多非破坏性试验好，FSM在实际应用中，可获得壁厚减薄小于0.05％的精确数据。FSM系统一般通过测量两个焊接在管道上的测量电极之间的电流来检测管道的腐蚀情况，需要对其中一个电极输入测量电流，恒流源在产生恒定电流时通常会由于各种电路噪音使恒流源收到干扰，使测量电流导致测量电流异常，得到不正常的测量结果。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于：针对目前管道腐蚀系统的恒流源容易受到干扰的情况，提供一种用于FSM系统的高精度恒流源。

本实用新型采用的技术方案如下：

一种用于FSM系统的高精度恒流源，包括依次连接的控制单片机、D/A转换模块、滤波模块、恒流模块，所述滤波模块结构为模块第一输入端为集成运放U6A的正输入端，其第二输入端为集成运放U6A的负输入端；集成运放U6A的输出端通过电阻R12连接到集成运放U7A的负输入端；集成运放U7A的正输入端接地，其负输入端通过电阻R14连接到+5V电压，其输出端和负输入端之间连接有电阻R13，集成运放U7A的输出端通过电阻R15后作为模块输出端，电阻R15两端分别通过电容C3和电容C4接地。

控制单片机产生数字电压信号经过D/A转换模块变为电流差分信号后通过滤波模块过滤掉数模转换产生的噪音，最后控制恒流模块产生恒定电流。

进一步的，集成运放U6A和U7A采用LM324。

进一步的，恒流模块结构为：其输入端通过电阻R9连接集成运放U3A的正输入端；集成运放U3A的正输入端通过电阻R7接地，集成运放U3A的正电压端连接电源VCC，集成运放U3A的正电压端通过电阻R4连接到达灵顿管Q1的集电极，集成运放U3A的负电压端通过电阻R11连接到达灵顿管Q2的发射极，集成运放U3A的正电压端连接到负电源-VCC，集成运放U3A的输出端连接到达灵顿管Q1和Q2的基极；达灵顿管Q1的发射极和达灵顿管Q2的基极连接后通过电阻R5连接到电源VCC；达灵顿管Q1的发射极依次通过电阻R8和电阻R10连接到集成运放U2A的负输入端，达灵顿管Q1的集电极依次通过电阻R4和电阻R1连接到集成运放U1A的输出端；集成运放U2A的正输入端连接其输出端，其输出端通过电阻R3连接到集成运放U1A的负输入端；集成运放U1A的正输入端通过电阻R2接地，集成运放U1A的正输入和其输出端之间连接有电阻R6；电阻R8和电阻R10间的节点作为恒流模块的输出端。集成运放U3A作为放大器使用。达灵顿管Q1和Q2构成推挽式电路，两者轮流导通，集成运放U2A构成电压射随器，输入阻抗高，基本没有分流，集成运放U1A构成反向放大器。

进一步的，集成运放U1A、U2A和U3A均采用OP07AH。

进一步的，集成运放U1A的正电压端通过电容C1接地，其负电压端通过电容C2接地；通过电容C1和C2过滤电源的噪声。

进一步的，D/A模块采用DAC0832，DAC0832为8位并行接口CMOS集成电路，与控制单片机的数据总线直接相连，其使用单缓冲工作方式，内部的输入寄存器可以锁存控制单片机送来的数据，经过转换通过为差分信号从两个输出口输出到滤波模块。

进一步的，控制单片机采用AT89C51，通过外部设备控制控制单片机输出对应电流的数字信号传输给D/A模块。

综上所述，由于采用了上述技术方案，本实用新型的有益效果是：

1.通过滤波电路过滤数字信号进行D/A转换时产生的主要噪音和其它内部元件干扰产生的干扰，保证了恒流源电流输出的高精确性。

2.数字控制恒流源输出电流，方便控制和操作，适应不同的测量环境。

附图说明

图1是本实用新型原理图；

图2是本实用新型单片机和D/A转换模块电路图；

图3是本实用新型滤波电路原理图；

图4是本实用新型恒流模块电路原理图。

具体实施方式

本说明书中公开的所有特征，除了互相排斥的特征和/或步骤以外，均可以以任何方式组合。

下面结合附图对本新型作详细说明。

一种用于FSM系统的高精度恒流源，包括依次连接的控制单片机、D/A转换模块、滤波模块、恒流模块，所述滤波模块结构为:模块第一输入端为集成运放U6A的正输入端，其第二输入端为集成运放U6A的负输入端；集成运放U6A的输出端通过电阻R12连接到集成运放U7A的负输入端；集成运放U7A的正输入端接地，其负输入端通过电阻R14连接到+5V电压，其输出端和负输入端之间连接有电阻R13，集成运放U7A的输出端通过电阻R15后作为模块输出端，电阻R15两端分别通过电容C3和电容C4接地；集成运放U6A和U7A采用LM324。

恒流模块结构为：其输入端通过电阻R9连接集成运放U3A的正输入端；集成运放U3A的正输入端通过电阻R9接地，集成运放U3A的正电压端连接电源VCC，集成运放U3A的正电压端通过电阻R4连接到达灵顿管Q1的集电极，集成运放U3A的负电压端通过电阻R11连接到达灵顿管Q2的发射极，集成运放U3A的正电压端连接到负电源-VCC，集成运放U3A的输出端连接到达灵顿管Q1和Q2的基极；达灵顿管Q1的发射极和达灵顿管Q2的基极连接后通过电阻R5连接到电源VCC；达灵顿管Q1的发射极依次通过电阻R8和电阻R10连接到集成运放U2A的负输入端，达灵顿管Q1的集电极依次通过电阻R4和电阻R1连接到集成运放U1A的输出端；集成运放U2A的正输入端连接其输出端，其输出端通过电阻R3连接到集成运放U1A的负输入端；集成运放U1A的正输入端通过电阻R2接地，集成运放U1A的正输入和其输出端之间连接有电阻R6；电阻R8和电阻R10间的节点作为恒流模块的输出端；集成运放U1A、U2A和U3A均采用OP07AH,集成运放U1A的正电压端通过电容C1接地，其负电压端通过电容C2接地.D/A模块采用DAC0832,控制单片机采用AT89C51。