一種基于超聲波氣蝕檢測(cè)裝置的控制系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種系統(tǒng)控制電路，具體涉及到一種超聲波氣蝕損傷檢測(cè)裝置的控制系統(tǒng)電路，屬于超聲波工業(yè)控制領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]目前，超聲波已廣泛應(yīng)用于各聲化學(xué)工業(yè)控制現(xiàn)場(chǎng)。但是超聲波換能器縱向振動(dòng)產(chǎn)生的縱向波將在液體中形成“空泡”，當(dāng)空泡因工件表面壓力升高而內(nèi)向壓縮爆破會(huì)導(dǎo)致工件表面材料不斷損傷和沖蝕，工件逐漸變得粗糙，繼而產(chǎn)生裂紋導(dǎo)致產(chǎn)品失效。氣蝕破壞對(duì)機(jī)械工件產(chǎn)生的影響是巨大的，為了評(píng)估材料的抗沖蝕性能，研宄開(kāi)發(fā)抗氣蝕性能優(yōu)良的保護(hù)層材料，通過(guò)實(shí)驗(yàn)研宄其氣蝕效果顯得尤為必要。
[0003]現(xiàn)如今的超聲氣蝕損傷檢測(cè)，多以人工肉眼觀測(cè)為主。偶而有自動(dòng)檢測(cè)裝置，多為用分立元件拼湊構(gòu)搭或部分采用單片機(jī)進(jìn)行控制系統(tǒng)電路設(shè)計(jì)，使得整個(gè)控制系統(tǒng)顯得龐大臃腫、線路復(fù)雜且人工維護(hù)成本高、難度大。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明只是提供一種控制系統(tǒng)電路，實(shí)現(xiàn)超聲波氣蝕損傷檢測(cè)裝置中升降平臺(tái)系統(tǒng)、溫度控制系統(tǒng)、液位檢測(cè)系統(tǒng)以及超聲波驅(qū)動(dòng)電源系統(tǒng)的控制。該控制系統(tǒng)電路簡(jiǎn)單、安全系數(shù)高、易于維護(hù)，能有效控制該氣蝕檢測(cè)裝置正常工作，滿足檢測(cè)精度等要求。
[0005]升降平臺(tái)控制系統(tǒng)，即控制主控試驗(yàn)平臺(tái)的升降，主控平臺(tái)上放置有重力傳感裝置以及平置于裝置上方的玻璃反應(yīng)釜，反應(yīng)釜內(nèi)裝有一定深度的測(cè)試液和測(cè)試樣品。由于氣蝕實(shí)驗(yàn)的高精準(zhǔn)要求，需滿足換能器振動(dòng)工具頭前端離測(cè)試樣品的最佳距離不大于5_，同時(shí)中心垂直偏差應(yīng)不大于1mm。另外，移動(dòng)過(guò)程中樣品表面的波幅位移不得高于50 μπι土 5%，為了控制距離和幅度位移達(dá)到試驗(yàn)要求，通過(guò)電機(jī)帶動(dòng)升降平臺(tái)的升降并在手動(dòng)微調(diào)裝置輔助下可較好的滿足試驗(yàn)所需的距離要求。
[0006]溫度控制系統(tǒng)，即通過(guò)構(gòu)建第二恒溫場(chǎng)控制反應(yīng)釜內(nèi)部反應(yīng)液的溫度在允許范圍內(nèi)動(dòng)態(tài)恒定。由測(cè)試液溫度對(duì)材料氣蝕率影響的相關(guān)研宄表明，沖蝕率峰值介于測(cè)試液凝固點(diǎn)和沸點(diǎn)之間的中間溫度區(qū)。比如，在標(biāo)準(zhǔn)大氣壓下水溫為25°C時(shí)，溫度每增加1°C，沖蝕率增加1。/『2%。因此，對(duì)于待檢測(cè)材料，測(cè)試液溫度保持在25 土 2°C，如果沒(méi)有將溫度維持在指定溫度，會(huì)嚴(yán)重影響氣蝕檢測(cè)試驗(yàn)結(jié)果。
[0007]變量檢測(cè)控制系統(tǒng)，包括液位檢測(cè)和重力檢測(cè)。液位檢測(cè)即通過(guò)外接液位傳感器，把與液位深度成正比的液體靜壓力量測(cè)量出來(lái)，經(jīng)過(guò)高精度的智能化變送器處理電路和非線性修正技術(shù)轉(zhuǎn)換成標(biāo)準(zhǔn)電流信號(hào)輸出，從而建立起輸出信號(hào)與液體深度的線性關(guān)系，實(shí)現(xiàn)對(duì)罐體內(nèi)液體深度的度量。當(dāng)補(bǔ)液罐內(nèi)液面低于設(shè)定下限而無(wú)法進(jìn)行補(bǔ)液時(shí)自動(dòng)斷電，防止系統(tǒng)繼續(xù)運(yùn)行出現(xiàn)問(wèn)題。重力檢測(cè)通過(guò)應(yīng)變片的形變程度反映物體重量大小，經(jīng)過(guò)信號(hào)轉(zhuǎn)換電路輸出4~20mA信號(hào)控制電磁閥開(kāi)合，實(shí)現(xiàn)反應(yīng)藎內(nèi)液體減少時(shí)自動(dòng)從儲(chǔ)液罐抽取補(bǔ)液。
[0008]該系統(tǒng)不僅可以替代現(xiàn)有補(bǔ)液設(shè)備中由人工手動(dòng)添加測(cè)試液的功能，而且經(jīng)濟(jì)節(jié)約、精度高，可實(shí)現(xiàn)全自動(dòng)控制。
[0009]超聲波驅(qū)動(dòng)電源控制系統(tǒng)，即具有特定功率的超聲頻段電源，實(shí)際超聲應(yīng)用中，為了得到較大的振幅和功率，要求包括換能器、變幅桿在內(nèi)的振動(dòng)系統(tǒng)工作在機(jī)械諧振狀態(tài)，從而保證有較高的能量轉(zhuǎn)換。本發(fā)明可自適應(yīng)跟蹤超聲振子的諧振頻率，即自動(dòng)調(diào)整驅(qū)動(dòng)信號(hào)頻率匹配當(dāng)前狀態(tài)下振動(dòng)子的頻率，從而保證輸出功率、振幅恒定。
[0010]本發(fā)明一種基于超聲波氣蝕檢測(cè)裝置的控制系統(tǒng)，其中控制系統(tǒng)電路實(shí)施方式為三相四線制，外部供電電壓380V ;從空氣開(kāi)關(guān)Qs的負(fù)載端引出的三相線U、V、W分別接在熔斷器的一端，熔斷器另一側(cè)直接與交流接觸器主觸點(diǎn)一端相連，交流接觸器主觸點(diǎn)另一端與變頻器輸入端R、S、T相連，變頻器輸出端與電機(jī)三相輸入接線端相連接；
空氣開(kāi)關(guān)Qs負(fù)載任一端引出一相火線接至兩匹熔斷器的一端，熔斷器另一端引出一線與系統(tǒng)急停開(kāi)關(guān)的一對(duì)常閉觸點(diǎn)端相連，常閉觸點(diǎn)另一端接至啟動(dòng)按鈕端常開(kāi)觸點(diǎn)的一偵牝啟動(dòng)按鈕上常開(kāi)觸點(diǎn)的另一端與交流接觸器的線圈端的一個(gè)觸點(diǎn)相連，同時(shí)，啟動(dòng)按鈕的常開(kāi)觸點(diǎn)兩側(cè)與交流接觸器常開(kāi)輔助觸點(diǎn)的兩端并聯(lián)，接觸器線圈端的另一觸點(diǎn)則回接至兩匹熔斷器的剩下輸出端，該熔斷器的輸入端接回火線中的另一相。當(dāng)供電后閉合空氣開(kāi)關(guān)，啟動(dòng)按鈕按下可實(shí)現(xiàn)交流線圈的自動(dòng)吸合。
[0011]從系統(tǒng)急停開(kāi)關(guān)的輸出端引出一相火線接至控制儀表的一個(gè)輸入端，再?gòu)牧憔€端引出接至控制儀表的另一輸入端?？刂苾x表輸出側(cè)的傳感接口則分別與重力傳感器的輸入端對(duì)應(yīng)相連，控制儀表其中一輸出信號(hào)與零線接往中間繼電器的輸入信號(hào)端，中間繼電器輸出端引線與水泵相連?？刂苾x表另一輸出信號(hào)端與溫度控制系統(tǒng)輸入端連接，同時(shí)，零線側(cè)與溫度控制系統(tǒng)另一輸入端串一個(gè)常開(kāi)按鈕，通過(guò)該常開(kāi)按鈕實(shí)現(xiàn)溫度控制系統(tǒng)的通斷。
[0012]從交流接觸器主觸點(diǎn)KMl端的某一主觸點(diǎn)上引出一相火線，與零線N—同接至超聲驅(qū)動(dòng)電源的供電端。該驅(qū)動(dòng)電源采用交流220V供電，工作過(guò)程中可實(shí)現(xiàn)對(duì)換能器自動(dòng)搜頻與跟頻、并可手動(dòng)調(diào)節(jié)輸出功率。
[0013]從熔斷器FUl輸出端引出一相火線與零線，接至開(kāi)關(guān)電源輸入端，開(kāi)關(guān)電源的正極輸出端與液位傳感器一信號(hào)端相連，負(fù)極輸出端經(jīng)液位控制器與液位傳感器另一信號(hào)端連接。此外，開(kāi)關(guān)電源輸出觸點(diǎn)與電磁閥相連。通過(guò)傳感器端的4~20 mA電流信號(hào)反饋出當(dāng)前液面高度，進(jìn)而自動(dòng)控制電磁閥的開(kāi)合，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)補(bǔ)給功能。
[0014]本發(fā)明的有益效果是:在整套系統(tǒng)工作過(guò)程中，四個(gè)控制系統(tǒng)可同時(shí)并行工作且能自適應(yīng)跟頻保證輸出功率最佳。本發(fā)明所涉及的控制系統(tǒng)電路具有設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單、操作方便、易于人工維護(hù)等特點(diǎn)。
【附圖說(shuō)明】
[0015]圖1為本發(fā)明電氣示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0016]下面結(jié)合附圖進(jìn)一步說(shuō)明本發(fā)明的【具體實(shí)施方式】
如圖1所示，一種基于超聲波氣蝕檢測(cè)裝置的控制系統(tǒng)，控制系統(tǒng)電路實(shí)施方式為三相四線制，外部供電電壓380V ;從空氣開(kāi)關(guān)Qsl的負(fù)載端引出的三相線U、V、W分別接在熔斷器2的一端，熔斷器2另一側(cè)直接與交流接觸器3主觸點(diǎn)一端相連，交流接觸器3主觸點(diǎn)另一端與變頻器9輸入端R、S、T相連，變頻器輸出端與電機(jī)10三相輸入接線端相連接；
空氣開(kāi)關(guān)Qs負(fù)載任一端引出一相火線接至兩匹熔斷器4的一端，熔斷器另一端引出一線與系統(tǒng)急停開(kāi)關(guān)5的一對(duì)常閉觸點(diǎn)端相連，常閉觸點(diǎn)另一端接至啟動(dòng)按鈕6端常開(kāi)觸點(diǎn)的一側(cè)，啟動(dòng)按鈕上常開(kāi)觸點(diǎn)的另一端與交流接觸器8的線圈端的一個(gè)觸點(diǎn)相連，同時(shí)，啟動(dòng)按鈕的常開(kāi)觸點(diǎn)兩側(cè)與交流接觸器常開(kāi)輔助觸點(diǎn)7的兩端并聯(lián)，交流接觸器線圈端的另一觸點(diǎn)則回接至兩匹熔斷器的剩下輸出端，兩匹熔斷器4的輸入端接回火線中的另一相。當(dāng)供電后閉合空氣開(kāi)關(guān)，啟動(dòng)按鈕按下可實(shí)現(xiàn)交流線圈的自動(dòng)吸合。
[0017]從系統(tǒng)急停開(kāi)關(guān)5的輸出端引出一相火線接至控制儀表11的一個(gè)輸入端，再?gòu)牧憔€端引出接至控制儀表11的另一輸入端?？刂苾x表輸出側(cè)的傳感接口則分別與重力傳感器12的輸入端對(duì)應(yīng)相連，控制儀表11其中一輸出信號(hào)與零線接往中間繼電器13的輸入信號(hào)端，中間繼電器輸出端引線與水泵14相連?？刂苾x表另一輸出信號(hào)端與溫度控制系統(tǒng)19輸入端連接，同時(shí)，零線側(cè)與溫度控制系統(tǒng)19另一輸入端串一個(gè)常開(kāi)按鈕18，通過(guò)該常開(kāi)按鈕實(shí)現(xiàn)溫度控制系統(tǒng)的通斷。
[0018]從交流接觸器主觸點(diǎn)KMl端的某一主觸點(diǎn)上引出一相火線，與零線N—同接至超聲驅(qū)動(dòng)電源20的供電端。該超聲驅(qū)動(dòng)電源采用交流220V供電，工作過(guò)程中可實(shí)現(xiàn)對(duì)換能器自動(dòng)搜頻與跟頻、并可手動(dòng)調(diào)節(jié)輸出功率。
[0019]從熔斷器FUl輸出端引出一相火線與零線，接至開(kāi)關(guān)電源15輸入端，開(kāi)關(guān)電源15的正極輸出端與液位傳感器16 —信號(hào)端相連，負(fù)極輸出端經(jīng)液位控制器17與液位傳感器16另一信號(hào)端連接。此外，開(kāi)關(guān)電源輸出觸點(diǎn)與電磁閥21相連。通過(guò)傳感器端的4~20 mA電流信號(hào)反饋出當(dāng)前液面高度，進(jìn)而自動(dòng)控制電磁閥的開(kāi)合，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)補(bǔ)給功能。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種基于超聲波氣蝕檢測(cè)裝置的控制系統(tǒng)，其特征在于:控制系統(tǒng)電路實(shí)施方式為三相四線制，外部供電電壓380V ;從空氣開(kāi)關(guān)Qs的負(fù)載端引出的三相線U、V、W分別接在熔斷器的一端，熔斷器另一側(cè)直接與交流接觸器主觸點(diǎn)一端相連，交流接觸器主觸點(diǎn)另一端與變頻器輸入端R、S、T相連，變頻器輸出端與電機(jī)三相輸入接線端相連接； 空氣開(kāi)關(guān)Qs負(fù)載任一端引出一相火線接至兩匹熔斷器的一端，熔斷器另一端引出一線與系統(tǒng)急停開(kāi)關(guān)的一對(duì)常閉觸點(diǎn)端相連，常閉觸點(diǎn)另一端接至啟動(dòng)按鈕端常開(kāi)觸點(diǎn)的一偵牝啟動(dòng)按鈕上常開(kāi)觸點(diǎn)的另一端與交流接觸器的線圈端的一個(gè)觸點(diǎn)相連，同時(shí)，啟動(dòng)按鈕的常開(kāi)觸點(diǎn)兩側(cè)與交流接觸器常開(kāi)輔助觸點(diǎn)的兩端并聯(lián)，交流接觸器線圈端的另一觸點(diǎn)則回接至兩匹熔斷器的剩下輸出端，兩匹熔斷器的輸入端接回火線中的另一相； 從系統(tǒng)急停開(kāi)關(guān)的輸出端引出一相火線接至控制儀表的一個(gè)輸入端，再?gòu)牧憔€端引出接至控制儀表的另一輸入端；控制儀表輸出側(cè)的傳感接口則分別與重力傳感器的輸入端對(duì)應(yīng)相連，控制儀表其中一輸出信號(hào)與零線接往中間繼電器的輸入信號(hào)端，中間繼電器輸出端引線與水泵相連；控制儀表另一輸出信號(hào)端與溫度控制系統(tǒng)輸入端連接，同時(shí)，零線側(cè)與溫度控制系統(tǒng)另一輸入端串一個(gè)常開(kāi)按鈕，通過(guò)該常開(kāi)按鈕實(shí)現(xiàn)溫度控制系統(tǒng)的通斷；從交流接觸器主觸點(diǎn)KMl端的某一主觸點(diǎn)上引出一相火線，與零線N —同接至超聲驅(qū)動(dòng)電源的供電端； 從熔斷器FUl輸出端引出一相火線與零線，接至開(kāi)關(guān)電源輸入端，開(kāi)關(guān)電源的正極輸出端與液位傳感器一信號(hào)端相連，負(fù)極輸出端經(jīng)液位控制器與液位傳感器另一信號(hào)端連接；此外，開(kāi)關(guān)電源輸出觸點(diǎn)與電磁閥相連。
【專利摘要】本發(fā)明公開(kāi)了一種基于超聲波氣蝕檢測(cè)裝置的控制系統(tǒng)，現(xiàn)如今的超聲氣蝕損傷檢測(cè)，多以人工肉眼觀測(cè)為主。偶而有自動(dòng)檢測(cè)裝置，多為用分立元件拼湊構(gòu)搭或部分采用單片機(jī)進(jìn)行控制系統(tǒng)電路設(shè)計(jì)，使得整個(gè)控制系統(tǒng)顯得龐大臃腫、線路復(fù)雜且人工維護(hù)成本高、難度大。該系統(tǒng)包括空氣開(kāi)關(guān)、熔斷器、交流接觸器、熔斷器、系統(tǒng)急停開(kāi)關(guān)、啟動(dòng)按鈕、交流接觸器、啟動(dòng)按鈕、交流接觸器常開(kāi)輔助觸點(diǎn)、變頻器、電機(jī)、控制儀表、重力傳感器、中間繼電器、水泵、開(kāi)關(guān)電源、液位傳感器、液位控制器、常開(kāi)按鈕、溫度控制系統(tǒng)和超聲驅(qū)動(dòng)電源，本發(fā)明所涉及的控制系統(tǒng)電路具有設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單、操作方便、易于人工維護(hù)等特點(diǎn)。
【IPC分類】G05B19-04
【公開(kāi)號(hào)】CN104808527
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510189345
【發(fā)明人】趙曉東, 李寶星, 陳張平, 孔亞廣, 鄒洪波
【申請(qǐng)人】杭州電子科技大學(xué)
【公開(kāi)日】2015年7月29日
【申請(qǐng)日】2015年4月20日