亚美游戏

基于非接触式电导率传感器实现淡碱浓度测量控
发布时间:2020-08-30 23:06    文章作者:亚美游戏

  织物的前处理质量直接影响后道工序(染色、印花、后整理等)的产品质量。欧美一些国家、日本的印染技术位于世界前列,例如欧洲的布鲁格曼(Brugman)和日本的东海染工。经过多年的发展,国产染整装备在“硬件”上和进口装备的差距正在逐步缩小,基本能够满足生产的需要,其差距主要表现在“软件”上。进口装备的自动化程度很高,工艺参数一般都能实现在线自动,工艺稳定、重现性好,生产用工少,加工质量有保证。随着市场需求的变化和竞争的加剧,对加工质量要求越来越高,量少但重复需求的订单越来越多,对工艺参数的精准控制和工艺重现要求越来越迫切。因此,自动在线测控系统能精确并稳定控制淡碱溶液浓度,对满足工艺要求、保证加工质量具有重要意义。由西安德高印染自动化工程有限公司开发的用于印染前处理的淡碱浓度测量控制系统采用了一种非接触式电导率

  系统由插入式电磁浓度传感器、控制器、通信接口、各电源模块、电动调节阀、、流体管路等组成。

  系统结构如图1所示,YH1﹑YH2、YH3、YH4是手动阀,系统工作在自动调节状态之前时,应先打开YH1和YH3,并关闭YH2和YH4。自动调节时,电磁阀YV处于常开状态;电控柜内的控制器根据初始设定浓度值和轧碱槽中的传感器测量得到的溶液实际浓度值的误差,通过PID运算,输出4 mA~20 mA电流,以控制电动调节阀门YM的开度,补充碱液的流量,从而达到控制轧碱槽中溶液浓度的目的。停机时,电磁阀YV处于常闭状态,切断浓碱管路。系统工作在手动调节状态时,应先关闭YH1﹑YH3,通过手动调节YH2、YH4控制轧碱槽中碱液的浓度。

  浮子开关阀的作用是维持轧碱槽的液面稳定在一定高度,当低于这个高度时,浮子开关阀打开,开始加水,轧碱槽的液面会逐渐升高;到达一定高度后,浮子开关阀关闭,停止加水。

  测量浓度的传感器采用非接触式电磁传感器,其特点是测量探头的感应部分不与烧碱溶液直接接触,实现电解质与传感器检测线圈完全非接触,通过测量电解质溶液的电导率值来间接测定离子浓度,解决了普通传感器的电极易被烧碱溶液腐蚀以及由此而引起的干扰等问题,提高了测量精度,延长了传感器的使用寿命。

  A/D转换单元用于采样传感器的电导率和温度信号,采用Maxim公司的MAX1247,它有12位转换精度;D/A转换单元输出4 mA~20 mA的信号对电动比例调节阀进行控制操作,选用ADC公司的AD420;存储器采用铁电存储器FM24C256(I2C接口),用于存储数据;采用Philips公司的PCF8583(I2C接口)作为系统的实时时钟接口。人机通信界面采用触摸屏完成显示和相关的操作功能,控制器采用RS-232C串口与触摸屏通信。

  板级总线采用串行体制,微处理器与AD转换器、DA转换器采用SPI总线连接,与扩展存储器及时钟芯片采用I2C总线连接。采用串行总线有效降低了系统的噪声,并且便实现模拟和数字部分的隔离,对于提高测量精度与系统的抗干扰能力很有帮助。

  该系统的软件包括主程序、串行中断程序、定时中断程序、数据采集子程序、浓度校正子程序、输出控制子程序、数据记录子程序、通信处理子程序等。

  主程序流程如图3所示。在初始化过程中,主要完成对ATmega128、时钟单元、A/D单元和D/A单元的初始化。

  主程序中,控制器首先对碱液的电导率和温度进行采样,并对采样的数据进行校正处理,得到碱液的浓度数值。然后根据设定浓度数值和测量浓度数值的误差,依据PID算法,通过D/A转换单元,输出4 mA~20 mA的电流控制电动比例阀的开度,以保证碱液的浓度稳定在设定值上;其次,对测量的工艺参数进行记录存储,并处理有关人机操作和数据显示方面的工作。

  数据采集子程序主要完成碱液电导率和温度的采集,并对A/D转换的数据进行滤波处理以增加数据的稳定性。在数据处理子程序中,首先根据采集到的温度和电导率数值,对浓度进行非线性校准,然后进行温度补偿,最后进行现场多点校准。经过处理得到精确的碱液浓度数值。

  在比例阀的输出控制子程序中,采用闭环增量式PID算法,这种算法只需保持当前时刻之前三个时刻的误差即可。它与位置式PID相比,有下列优点:

  (1)位置式PID算法每次输出与整个过去状态有关,计算式中要用到过去误差的累加值,因此,容易产生较大的累积计算误差。而增量式PID只需计算增量,计算误差或精度不足时对控制量的计算影响较小。

  (2)手动控制到自动控制的切换时,位置式PID算法必须先将计算机的输出值置为原始阀门开度,才能保证无冲击切换。若采用增量算法,与原始值无关,易于实现手动到自动的无冲击切换。

  数据记录子程序根据设定的时间间隔对浓度、温度、日期时间等数据进行记录,以方便后来检索。串行中断程序主要完成数据的发送和接收,定时中断程序完成多个任务的定时功能。通信处理子程序主要完成控制器与触摸屏通信数据交换的功能。

  作为人机接口的触摸屏,本系统制作了很人性化的界面。可实现主要包括目标浓度设定、实时浓度和温度的显示、现场多点校准、PID参数整定、浓度/温度实时曲线和历史曲线的显示、浓度/温度历史记录的查询等功能。

  微控制器和触摸屏之间通过RS-232C串行接口进行通信,采用MODBUS通信协议RTU(远程终端单元)传送模式。

  MODBUS协议是一种串行的主从通信协议。此协议定义了一个控制器能认识使用的消息结构,而不管它们是经过何种网络进行通信。它描述了控制器请求访问其他设备的过程,如何回应来自其他设备的请求,以及怎样侦测错误并记录。它制定了消息域格局和内容的公共格式。

  (1)友好的人机界面:彩色液晶触摸屏,显示单位为g/L,显示直观,操作方便;

  由西安德高印染自动化工程有限公司开发的用于印染前处理的淡碱浓度测量控制系统,针对印染厂传统的以人工滴定来控制烧碱浓度精度低、不能连续检测的缺点,采用非接触式浓度传感器和ATmega128微处理器,实现了对碱液浓度测量与控制的自动化。适用于印染前处理的退浆、煮练和丝光水洗后落碱的淡碱浓度测量控制,对淡碱溶液浓度进行在线检测及连续控制,使淡碱溶液浓度稳定在工艺要求的范围内。多家印染厂实际应用的结果表明,该系统运行稳定可靠、测量准确、操作简便、维护方便,并在监控、信息记录和查询等方面有独特的功能,具有良好的社会经济效益。

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  是一款超低压降稳压器,可提供高达1 A的负载电流,并在-40至85℃范围内保持1.0%的出色输出电压精度。工作输入电压范围为1.8 V至5.5 V,使该器件适用于锂离子电池供电的产品以及后调节应用。该产品提供多种固定输出电压选项,其他产品可根据要求提供,范围为1.2 V至3.9 V.NCP186具有完全的过热保护和输出短路保护。小型8引脚XDFN6 1.2 mm x 1.6 mm封装使该器件成为可能特别适用于空间受限的应用。 特性 优势 1.8 V至5.5 V工作输入电压范围 适用于锂离子电池或后期调节应用 多种固定输出电压选项及其他可根据要求提供1.2 V至3.9 V 设计灵活性 Typ的低静态电流。 90μA 延长电池寿命 极低压差:100 mV典型值。在Iout = 1 A(3.0V版本) 扩展电池范围 1 kHz PSRR时高75 dB 适用于噪声敏感电路 内部软启动 限制浪涌电流 在-40至85℃温度范围内的±1.0%精度 高输出电压精度 热关断和限流保护 保护产品和系统免受损坏 使用小型1μF陶瓷电容器稳定 节省PCB空间和系统成本 应用 终端产品 电池供电设备 便携式通讯设...

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  是双模式LDO,在ActiveMode中提供高达80 mA的电流,在低功耗模式下低至50 nA的Iq。双模式功能可通过ECO引脚选择,允许动态和低功耗模式之间的动态切换,非常适用于长寿命电池供电的无线应用。低功耗模式下的输出电压可降低50 mV,100 mV,150的内部工厂编程值相对于活动模式下的标称输出电压,mVor为200 mV。此功能进一步降低了睡眠模式下的应用消耗.NCP171采用SLIQ(超低Iq)LDO系列,具有50nA的超低静态电流,可用于小XDFN4 1.2 x 1.2包。 特性 优势 超低水平50nA 非常适合电池供电的应用 双模式功能针对主动模式和待机模式操作进行了优化 系统灵活地在两种不同的操作模式之间切换,优化性能和延长电池寿命 工作模式,高达80mA,具有出色的PSRR和噪声性能 非常适用于射频电源和高精度传感器 低功耗模式(SLIQ),50nA Iq 当系统处于扩展待机(低功耗)模式时延长电池寿命 模式选择,ECO Pin 灵活选择主动和低功率模式 XDFN 1.2x1.2包 空间受限应用程序的小尺寸 应用 终端产品 无线电池供电的物联网传感器 电池供电的医疗...

  AR1337 CMOS成像传感器 13 MP 采用SuperPD™PDAF技术

  是一款采用SuperPD™PDAF技术的13万像素CMOS成像传感器。这款先进的传感器具有独特的PDAF微透镜和PDAF图案技术,在低光照条件下具有出色的自动对焦性能。采用1.1μm像素构建,提供符合行业标准的1 / 3.2“光学格式,使AR1337具有适合大批量设计的尺寸。图像质量由领先的量子效率和灵敏度驱动,同时保持低读取噪声。这种组合可在明亮的日光或低室内照明条件下提供出色的图像。 AR1337以每秒30帧的速度运行在13 MP,并支持每秒30帧的4k2k视频和高达每秒60帧的全高清1080P视频。 特性 优势 SuperPD™PDAF技术 领先的低光自动对焦性能 独特的PDAF图案和微透镜技术 高精度相位检测自动聚焦(PDAF)功能 片上坏像素校正和AF计算 简化的相机模块积分校准和与后端应用处理器的集成 具有低读取噪声的高量子效率和灵敏度 卓越的图像质量,尤其是在光线不足 应用 终端产品 智能手机相机 平板电脑相机 智能手机 平板电脑 电路图、引脚图和封装图...

  HS是一款1080万像素,1英寸光学格式图像传感器,结合了高分辨率成像和3.4微米DR-Pix(动态响应像素),可动态调整以提供卓越的低光性能。在全分辨率下,AR1011HS提供60帧/秒(fps)视频;同时跳至120 fps的1080p高清模式。该传感器非常适合需要高分辨率的高端监控摄像系统,如电子平移,倾斜,变焦(ePTZ)等具有惊人的低光能力的功能。 4K超高清(3840 x 2190)分辨率为每秒60帧的模式,使传感器也成为专业消费类广播相机的理想选择。 应用 相机 安全 电路图、引脚图和封装图...

  美半导体的AR0239是一款1 / 2.7英寸CMOS数字图像传感器,有源像素阵列为1936(H)×1188(V)。它可以在线性或高动态范围模式下捕获图像,并具有滚动快门读数。它包括复杂的相机功能,如像素内装箱,窗口以及视频和单帧模式。它专为低光和高动态范围的场景性能而设计。它可通过简单的双线串行接口进行编程。 AR0239可以产生非常清晰,锐利的数码照片,并且能够捕捉连续视频和单帧,使其成为各种应用的理想选择,包括监控和高清视频。 特性 以90 fps的速度拍摄2.3Mp以获得出色的视频性能 小型光学格式(1 / 2.7英寸 1080p模式适用于16:9视频 卓越的低光性能 3.0um大背面照明像素技术 支持线读数以启用HDR处理ISP芯片处于1080P和30fps 片上锁相环(PLL)振荡器 集成颜色和镜头着色校正 用于精确帧率控制的从模式 数据接口: - HiSPi(SLVS) - 4个车道 - MIPI CSI-2 - 4车道 - 平行 自动黑电平校准 高速可配置上下文切换 温度传感器 快速模式兼容2线接口 多相机同步支持 高速可配置上下文切换 具有灵...

  美半导体专注于卓越的像素性能,为该传感器的卓越图像质量奠定了基础,具有卓越的色彩精度,低光灵敏度和低噪声水平.AR0542是一款1/4英寸CMOS有源像素数字图像传感器集成了复杂的片上相机功能,如窗口,镜像,列和行跳过模式以及快照模式。它可通过简单的双线串行接口进行编程,功耗非常低。 应用 移动 电路图、引脚图和封装图

  是一款1 / 2.5英寸CMOS数字图像传感器,有源像素阵列为2592(H)x 1944(V)。它通过滚动快门读数捕获线性或高动态范围模式的图像,并包括复杂的相机功能,如分档,窗口以及视频和单帧模式。它专为低亮度和高动态范围性能而设计,具有线读出功能,可在ISP芯片中支持片外HDR。 AR0521可以产生非常清晰,锐利的数字图像,并且能够捕获连续视频和单帧,使其成为安全应用的最佳选择。 特性 5 Mp为60 fps,具有出色的视频性能 小型光学格式(1 / 2.5英寸) 1440p 16:9模式视频 卓越的低光性能 2.2 m背面照明像素技术 支持线读出以启用ISP芯片中的HDR处理 支持外部机械快门 片上锁相环(PLL)振荡器 集成颜色和镜头阴影校正 精确帧率控制的从属模式 数据接口:♦HiSPi(SLVS) - 4个车道♦MIPI CSI-2 - 4车道 自动黑电平校准 高速可配置上下文切换 温度传感器 快速模式兼容2线接口 应用 终端产品 视频监控 高动态范围成像 安全摄像头 行动相机 车载DVR 电路图、引脚图和封装...

  图像传感器是一款1 / 3.2“光学格式1.4微米像素传感器,能够以每秒42帧的速度捕获其完整的8 MP传感器分辨率,以60fps的速度捕获1080P视频.A-PixHS(tm )技术将安森美半导体的第二代背照式(BSI)像素技术和先进的高速传感器架构结合在一起,实现了许多创新功能。它旨在实现低z高度相机模块,以满足OEM和移动设备制造商的需求。 特性 高动态范围 应用 移动 电路图、引脚图和封装图...

  AR0522 CMOS图像传感器 5.1 MP 1 / 2.5 近红外增强

  是一款1 / 2.5英寸CMOS数字图像传感器,有源像素阵列为2592(H)x 1944(V)。它通过滚动快门读数捕获线性或高动态范围模式的图像,并包括复杂的相机功能,如分档,窗口以及视频和单帧模式。它专为低亮度和高动态范围性能而设计,具有线读出功能,可在ISP芯片中支持片外HDR。 AR0522可生成非常清晰,锐利的数码照片,并且能够捕捉连续视频和单帧,使其成为各种应用的理想选择。 特性 5 Mp,60 fps,优异的视频性能 小光学格式(1 / 2.5英寸) 彩色滤光片阵列:RGB和单色 1440p模式适用于16:9视频 卓越的低光性能 2.2 m背面照明像素技术 支持线读出以启用ISP芯片中的HDR处理 支持外部机械快门 片上锁相环(PLL)振荡器 集成颜色和镜头着色校正 用于精确帧率控制的从模式 数据接口:♦HiSPi(SLVS) - 4条车道♦MIPI CSI-2 - 4车道 自动黑电平校准 高速可配置上下文切换 温度传感器 快速模式兼容2线接口 近红外线增强 应用 终端产品 视频监控 高动态范围成像 机器视觉...


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