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

1、由于污損生物容易在海水管線內壁和海水過濾器網(wǎng)附著沉積,為此可利用超聲波技術殺死海生物幼體,以防止其透過濾網(wǎng)進入海水系統(tǒng)成長,從而避免造成海水管道污染堵塞。論文針對中海油海上平臺防除污損生物的需求,進行了超聲波自動控制系統(tǒng)的設計及實施。
　　論文所涉及的超聲波自動控制系統(tǒng)主要由超聲波發(fā)生器、超聲波振動系統(tǒng)、防爆柜和組態(tài)監(jiān)控系統(tǒng)組成。論文通過分析海上平臺防除污損生物的要求,首先設計了超聲波防爆系統(tǒng),針對單臺或多臺啟動需求,進行了控制柜

2、的電氣設計及連接;然后針對超聲波振動部分功率和頻率的需求,選擇了合適的換能器,并針對此換能器研究開發(fā)了基于STM32的超聲波數(shù)控發(fā)生器;最后,針對海上平臺全自動超聲波控制系統(tǒng)的監(jiān)控需求,設計了組態(tài)界面,基于Modbus通信協(xié)議的基礎上實時顯示超聲波驅動電源的數(shù)據(jù)。
　　本文所設計的數(shù)控式超聲波發(fā)生器(或稱為超聲波驅動電源)采用意法半導體(ST)公司生產的STM32系列為主控芯片。通過四路PWM輸出驅動電路來分別驅動全橋電路的四個I

3、GBT,經變壓器耦合產生的高頻交流信號,通過串聯(lián)諧振匹配網(wǎng)絡后接入超聲波換能器并驅動超聲波振動系統(tǒng)以需要的振幅進行工作。超聲波驅動電源系統(tǒng)采用智能數(shù)字式控制算法,實現(xiàn)自動頻率搜索與頻率跟蹤精細、準確。通過實驗結果,設計了一種智能化的功率控制方法即便在工作負載劇烈變化的場合,也能實現(xiàn)換能器振幅恒定,同時系統(tǒng)內置保護電路,系統(tǒng)故障報警機制完善且運行穩(wěn)定。
　　論文通過設置不同的工作功率和工作方式,通過檢測超聲波系統(tǒng)對海生物的殺死效果以