基于三維ert技術(shù)的攪拌器可視化系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型屬于攪拌器控制領(lǐng)域，具體地說是一種基于三維ERT技術(shù)的攪拌器可視化系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]攪拌器廣泛應(yīng)用于食品、化工、建筑、制藥工業(yè)等領(lǐng)域中，起到將添加的各種材料攪拌均勻的作用。在攪拌器工作的過程中，需要對攪拌器內(nèi)的溫度、壓力等信息進行實時監(jiān)測，以滿足最終的攪拌要求。現(xiàn)有技術(shù)中，人們對攪拌過程中信息的獲取大都是采用傳統(tǒng)測量手段對溫度、壓力、流量、液位檢測等進行測量，只能間接了解攪拌過程，這種測量手段具有誤差大、實時度低、不能直接看到攪拌器內(nèi)部具體情況等缺點，急需有一種新的檢測方法對攪拌器的攪拌過程進行有效檢測。
[0003]近年來，ERT技術(shù)作為新興的過程成像技術(shù)，因其具有無輻射、非侵入、響應(yīng)速度快、成本低廉，以及實時可視等特點在工業(yè)過程參數(shù)檢測領(lǐng)域具有良好的應(yīng)用前景。因此如何將ERT技術(shù)應(yīng)用到攪拌器內(nèi)，對攪拌器內(nèi)的溶液進行精確測量成為現(xiàn)在的研究方向。
【實用新型內(nèi)容】
[0004]為了解決上述的問題，本實用新型提供了一種基于三維ERT技術(shù)的攪拌器可視化系統(tǒng)，能夠?qū)嚢杵鲀?nèi)的攪拌情況進行實時監(jiān)測顯示，使外部工作人員及時掌握攪拌器內(nèi)的情況，保證攪拌工作的順利進行。
[0005]為實現(xiàn)上述目的，本實用新型所采用的技術(shù)方案如下:
[0006]—種基于三維ERT技術(shù)的攪拌器可視化系統(tǒng)，包括:
[0007]作為控制中心的主控單元；
[0008]用于對攪拌器內(nèi)信息進行采集的敏感電極陣列單元，所述敏感電極陣列單元包括若干個ERT電極構(gòu)成的電極機構(gòu)，由主控單元向電流激勵單元發(fā)出指令，給任意一對電極施加激勵電流；
[0009]用于接收電極機構(gòu)采集的信號信息，并將信號信息進行處理的信號處理單元，所述信號處理單元的信號輸入端連接電極機構(gòu)的采集信號輸出端，信號處理單元的控制輸入端連接主控單元的采集控制輸出端；
[0010]用于根據(jù)采集的各種信號信息進行圖像重建與顯示的圖像重建與顯示單元，所述圖像重建與顯示單元的信號輸入端連接信號處理單元的信號輸出端，圖像重建與顯示單元的控制端連接主控單元的顯示控制輸出端。
[0011]作為對本實用新型的限定:所述電極機構(gòu)包括由ERT電極構(gòu)成的、沿攪拌器高度方向等間隔設(shè)置的至少兩層電極層，所述每層電極層包括偶數(shù)個ERT電極，所述ERT電極等間隔地繞攪拌器的內(nèi)壁一周設(shè)置。
[0012]作為對本實用新型的進一步限定:所述電極層設(shè)有四層，每層電極層等間隔地設(shè)有16個ERT電極，且相鄰兩層電極層的上下兩個相應(yīng)的ERT電極之間水平偏移11.25°。
[0013]作為對本實用新型的另一種限定:所述主控單元以FPGA芯片為控制核心，內(nèi)部構(gòu)造DDS模塊，具有DAC接口和ADC接口 ；
[0014]所述電流激勵單元包括數(shù)模轉(zhuǎn)換電路，其信號輸出端通過FPGA芯片的DAC接口連接DDS模塊，信號輸出端依次通過第一差分放大電路、第一低通濾波電路、電壓控制電流源電路后輸出正弦電壓信號給ERT電極；
[0015]所述信號處理單元包括多路選擇開關(guān)陣列，所述多路選擇開關(guān)陣列的信號輸入端分別連接ERT電極，其信號輸出端通過第二差分放大電路后依次連接可編程增益放大電路、第二低通濾波器、相敏解調(diào)電路以及模數(shù)轉(zhuǎn)換電路后連接FPGA芯片的ADC接口 ；
[0016]所述圖像重建與顯示單元包括用于對數(shù)據(jù)預(yù)處理的DSP模塊、用于圖像重建顯示的計算機，所述DSP模塊的信號輸入端連接FPGA芯片的信號輸出端，其信號輸出端與計算機相連通。
[0017]由于采用了以上技術(shù)方案，本實用新型可以達到如下的技術(shù)效果:
[0018](1)本實用新型采用基于ERT技術(shù)的三維電極機構(gòu)，測量數(shù)據(jù)更全面、更準確，且設(shè)有圖像重建與顯示單元，令成像更完善，為工作人員提供了更為直觀的攪拌器內(nèi)的信息狀況；
[0019](2)本實用新型的主控單元以FPGA芯片為核心，相應(yīng)的電流激勵單元采用在FPGA內(nèi)部構(gòu)造DDS模塊，其工作時采用先查表，再用泰勒級數(shù)對正弦波插值的方法，使輸出幅度不再局限于ROM中存儲的數(shù)據(jù)，有效地提高信號源精度；
[0020](3)本實用新型采用通過編寫VHDL語言程序?qū)﹄姌O陣列實現(xiàn)單層獨立工作、四層同時工作模式，簡化了 DSP的程序設(shè)計工作；
[0021](4)本實用新型相鄰兩層之間的電極間采用錯位結(jié)構(gòu)設(shè)置，這種結(jié)構(gòu)能最大限度地擴大采樣空間范圍。
[0022]綜上可見，本實用新型功能完善，可實現(xiàn)對攪拌器內(nèi)溶液的實時可視化監(jiān)測，使人們能夠獲得安全、可靠、動態(tài)的過程參數(shù)，并對攪拌器內(nèi)溶液的品質(zhì)進行實時監(jiān)控。
[0023]本實用新型適用于各種領(lǐng)域的攪拌器。
【附圖說明】
[0024]圖1是本實用新型實施例的結(jié)構(gòu)框圖；
[0025]圖2是本實用新型實施例敏感電極陣列單元的設(shè)置結(jié)構(gòu)示意圖；
[0026]圖3是本實用新型實施例硬件結(jié)構(gòu)框圖。
[0027]圖中:1 一攪拌器，2—ERT電極，3—電極層。
【具體實施方式】
[0028]實施例一種基于三維ERT技術(shù)的攪拌器可視化系統(tǒng)
[0029]本實施例為一種基于三維ERT技術(shù)的攪拌器可視化系統(tǒng)，如圖1，它包括:
[0030](1)作為控制中心的主控單元，本實施例中的主控單元以FPGA為控制核心，通過FPGA對ERT電極施加電流激勵信號，然后對ERT電極進行電壓信號采集，將采集得到的數(shù)據(jù)傳送給DSP進行數(shù)據(jù)處理，其如圖3所示，內(nèi)部構(gòu)造有DDS模塊，并具有DAC接口和ADC接
□ ο
[0031](2)敏感電極陣列單元，用于對攪拌器1內(nèi)信息進行采集。本實施例中的敏感電極陣列單元包括若干個ERT電極2構(gòu)成的電極機構(gòu)，由主控單元向電流激勵單元發(fā)出指令，給任意一對電極施加激勵電流。
[0032]本實施例中的電極機構(gòu)如圖2所示，包括至少兩層電極層3，所述電極層3由ERT電極2構(gòu)成，并沿攪拌器高度方向等間隔設(shè)置，且每層電極層包括偶數(shù)個ERT電極2，所述每層電極層的ERT電極2等間隔地繞攪拌器1的內(nèi)壁一周設(shè)置。本實施例為了保證測量結(jié)果的精確性，同時考慮到成本，沿攪拌器1的內(nèi)壁等間隔地設(shè)有四層電極層3，每層電極