基于數(shù)控超聲波發(fā)生器的防除污損生物系統(tǒng)設(shè)計(jì).pdf

1、由于污損生物容易在海水管線內(nèi)壁和海水過(guò)濾器網(wǎng)附著沉積,為此可利用超聲波技術(shù)殺死海生物幼體,以防止其透過(guò)濾網(wǎng)進(jìn)入海水系統(tǒng)成長(zhǎng),從而避免造成海水管道污染堵塞。論文針對(duì)中海油海上平臺(tái)防除污損生物的需求,進(jìn)行了超聲波自動(dòng)控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)及實(shí)施。
　　論文所涉及的超聲波自動(dòng)控制系統(tǒng)主要由超聲波發(fā)生器、超聲波振動(dòng)系統(tǒng)、防爆柜和組態(tài)監(jiān)控系統(tǒng)組成。論文通過(guò)分析海上平臺(tái)防除污損生物的要求,首先設(shè)計(jì)了超聲波防爆系統(tǒng),針對(duì)單臺(tái)或多臺(tái)啟動(dòng)需求,進(jìn)行了控制柜

2、的電氣設(shè)計(jì)及連接;然后針對(duì)超聲波振動(dòng)部分功率和頻率的需求,選擇了合適的換能器,并針對(duì)此換能器研究開(kāi)發(fā)了基于STM32的超聲波數(shù)控發(fā)生器;最后,針對(duì)海上平臺(tái)全自動(dòng)超聲波控制系統(tǒng)的監(jiān)控需求,設(shè)計(jì)了組態(tài)界面,基于Modbus通信協(xié)議的基礎(chǔ)上實(shí)時(shí)顯示超聲波驅(qū)動(dòng)電源的數(shù)據(jù)。
　　本文所設(shè)計(jì)的數(shù)控式超聲波發(fā)生器(或稱為超聲波驅(qū)動(dòng)電源)采用意法半導(dǎo)體(ST)公司生產(chǎn)的STM32系列為主控芯片。通過(guò)四路PWM輸出驅(qū)動(dòng)電路來(lái)分別驅(qū)動(dòng)全橋電路的四個(gè)I

3、GBT,經(jīng)變壓器耦合產(chǎn)生的高頻交流信號(hào),通過(guò)串聯(lián)諧振匹配網(wǎng)絡(luò)后接入超聲波換能器并驅(qū)動(dòng)超聲波振動(dòng)系統(tǒng)以需要的振幅進(jìn)行工作。超聲波驅(qū)動(dòng)電源系統(tǒng)采用智能數(shù)字式控制算法,實(shí)現(xiàn)自動(dòng)頻率搜索與頻率跟蹤精細(xì)、準(zhǔn)確。通過(guò)實(shí)驗(yàn)結(jié)果,設(shè)計(jì)了一種智能化的功率控制方法即便在工作負(fù)載劇烈變化的場(chǎng)合,也能實(shí)現(xiàn)換能器振幅恒定,同時(shí)系統(tǒng)內(nèi)置保護(hù)電路,系統(tǒng)故障報(bào)警機(jī)制完善且運(yùn)行穩(wěn)定。
　　論文通過(guò)設(shè)置不同的工作功率和工作方式,通過(guò)檢測(cè)超聲波系統(tǒng)對(duì)海生物的殺死效果以