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电流型高压核相仪工作原理

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  • 钳形表的工作原理

    钳形表的工作原理钳形电流表一般可分为磁电式和电磁式两类。其中测量工频交流电的是磁电式,而电磁式为交、直流两用式。本文主要介绍磁电式钳形电流表的测量原理和使用方法。  1.磁电式钳形电流表结构  磁电式钳形电流表主要由一个特殊电流互感器、一个整流磁电系电流表及内部  线路等组成。一般常见的型号为:T301型和T302型。T301型钳形电流表只能测量交流电流,而T302型即可测交流电流也可测交流电压。还有交、直流两用袖珍钳形电流表,如:MG20、MG26、MG36等型号。T301型钳形表外形如图1所示。它的准确度为2.5级,电流量程为:10 A、50 A、250 A、1000 A。  2.钳形电流表的工作原理  钳形表的工作原理是:建立在电流互感器工作原理的基础上的,当握紧钳形电流表扳手时,电流互感器的铁心可以张开,被测电流的导线进入钳口内部作为电流互感器的一次绕组。当放松扳手铁心闭合后,根据互感器的原理而在其二次绕组上产生感应电流,电流表指针偏转,从而指示出被测电流的数值。  值得注意的是:由于其原理是利用互感器的原理,所以铁心是否闭合紧密,是否有大量剩磁,对测量结果影响很大,当测量较小电流时,会使得测量误差增大。这时,可将被测导线在铁心上多绕几圈来改变互感器的电流比,以增大电流量程。此时,被测电流Ix应为:  式中,Ia为电流表上读数;N为缠绕的圈数。  3.钳形电流表的使用步骤  (1)根据被测电流的种类电压等级正确选择钳形电流表。一般交流500V以下的线路,选用T301型。测量高压线路的电流时,应选用与其电压等级相符的高压钳形电流表。  (2)正确检查钳形电流表的外观情况,钳口闭合情况及表头情况等是否正常。若指针没在零位,应进行机械调零。  (3)根据被测电流大小来选择合适的钳型电流表的量程。选择的量程应稍大于被测电流数值。若不知道被测电流的大小,应先选用最大量程估测。  (4)正确测量。测量时,应按紧扳手,使钳口张开。将被测导线放入钳口中央,松开扳手并使钳口闭合紧密。  (5)读数后,将钳口张开,将被测导线退出,将档位置于电流最高档或OFF档。  测量实例:测量运行中笼型异步电动机工作电流。根据电流大小,可以检查判断电动机工作情况是否正常,以保证电动机安全运行,延长使用寿命。首先正确选择钳型电流表的电压等级,检查其外观绝缘是否良好,有无破损,指针是否摆动灵活,钳口有无锈蚀等。根据电动机功率估计额定电流,以选择表的量程。测量时,可以每相测一次,也可以三相测一次,此时表上数字应为零,(因三相电流相量和为零),当钳口内有两根相线时,表上显示数值为第三相的电流值,通过测量各相电流可以判断电动机是否有过载现象(所测电流超过额定电流值),电动机内部或电源电压是否有问题,即三相电流不平衡是否超过10%的限度。  4.使用钳型表时应注意的问题  (1)由于钳型表要接触被测线路,所以测量前一定检查表的绝缘性能是否良好。即外壳无破损,手柄应清洁干燥。  (2)测量时,应带绝缘手套或干净的线手套。  (3)测量时,应注意身体各部分与带电体保持安全距离(低压系统安全距离为0.1~0.3 m)。  (4)钳形电流表不能测量裸导体的电流。  (5)严格按电压等级选用钳形电流表:低电压等级的钳形电流表只能测低压系统中的电流,不能测量高压系统中的电流。  (6)严禁在测量进行过程中切换钳形电流表的档位;若需要换档时,应先将被测导线从钳口退出再更换档位。

  • 电气转换器(I-P电流型、E-P电压型)与电气比例阀的基本原理和性能对比

    电气转换器(I-P电流型、E-P电压型)与电气比例阀的基本原理和性能对比

    [color=#ff0000]摘要:电气转换器和电气比例阀是目前常见了两类电控式气体压力调节器,尽管它们的基本功能相同,都属于电子式减压阀,但所用技术、功能和指标并不一样。本文详细介绍了这两类电子压力调节器,并做出对比,为选型和具体应用提供参考。[/color][align=center]~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~[/align][size=18px][color=#ff0000][b]一、概述[/b][/color][/size]从第一性原理来看,电气转换器和电气比例阀这两类器件都属于电子控制式的气体减压阀,都是通过电信号对输入的气体压力进行自动减压调节。从历史上来看,电气转换器是上世纪五十年代发展的比较典型的电子压力调节器,且市场占有率较大。但随着近一二十年来的技术进步,新兴出现了电气比例阀,且正在快速蚕食电气转换器的市场份额。面对目前这两类电子压力调节器共存的局面,在具体应用中会面临选型的问题,因此有必要对这两类气体压力调节器有比较深刻的了解,但国内在这方面的相关资料非常稀少。本文将详细介绍这两类电子压力调节器,并做出对比,为选型和具体应用提供参考。[color=#ff0000][b][size=18px]二、基本概念[/size][size=16px]2.1 电气转换器[/size][/b][/color]电气转换器(Electro-Pneumatic Transducer)在国内外有多种称谓,最常用的术语是:(1)电流/压力转换器(I/P Transducer 或 I/P Converter)。(2)电压/压力转换器(E/P Transducer或 E/P Converter)。(3)电子压力调节器(Electronic Pressure Regulator)上述这些术语很容易理解,其中“I”代表电流,“E”代表电压,“P”代表气动压力。作为典型的电子式气体减压装置,顾名思义,这些装置通过电流(通常为4~20mA)或电压(通常为0~5VDC或0~10VDC)将较大压力的进气进行减压调节。因此,I/P 是一种将电流转换为已知输出压力的电子设备,而 E/P 是将电压转换为已知输出压力的电子设备。电气转换器的一个重要特点是成正比,即随着电流或电压的增加,减压后的输出压力也相应增加。典型的电气转换器及其内部结构如图1所示。电气转换器的基本原理是通过磁线圈(类似于扬声器线圈)在导向膜片上产生力的不平衡来进行运行。除了线圈,没有控制压力输出的电子部件。从图1可以看出,电气转换器是一个简单的力机械天平,具有可调的零点和量程弹簧偏压。操作使用人员经过精心培训,可以调整零点和量程螺钉,以获得所需的精度和重复性。[align=center][img=电气转换器及其内部结构示意图,600,315]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2022/10/202210311127044971_7024_3221506_3.jpg!w690x363.jpg[/img][/align][align=center]图1 电气转换器及其内部结构示意图[/align]在电气转换器中通常还包含第二个流量增压级,该增压级使用力平衡隔膜和阀座在出口处产生比第一级阀更高的流量。电气转换器作为一种传统的电子压力调节装置,如果正确维护和经常校准,这些压力调节器工作得相当好。事实上,自上世纪五十年代后,电气转换器是气动控制的基础,在世界各地的工厂中配合了无数的控制阀和气缸进行工作。[size=16px][color=#ff0000][b]2.2 电气比例阀(伺服或电磁阀机构)[/b][/color][/size]电气比例阀是国内比较常用的术语,同样,电气比例阀也有以下多种称谓:(1)电子比例调节器/阀(Electronic Proportional Regulator)(2)电气调节器/电空比例阀(Electro-Pneumatic Regulator)(3)比例压力调节器/阀(Proportional Pressure Regulator)(4)比例压力控制阀(Propportional Pressure Control Valve)(5)电子压力控制器(Electronic Pressure Controller)在过去十多年中,发展最快的电子压力调节器类型是伺服阀形式设计的电气比例阀,它使用了两个高速伺服或电磁阀来根据需要增加或降低气体压力以实现减压压力。与以前的电气转换器技术相比,这些电子压力调节器提供了更高的压力和更大的灵活性和鲁棒性。典型的电气比例阀及其工作原理如图2所示。[align=center][img=电气比例阀及其工作原理示意图,600,395]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2022/10/202210311127280548_153_3221506_3.jpg!w690x455.jpg[/img][/align][align=center]图2 电气比例阀及其工作原理[/align]电气比例阀的基本工作原理是一种典型的气体动态平衡法,即通过使用一个进气阀和一个排气阀使内部压力保持动态平衡,使得出口压力保持在所需的设定值。一个压力传感器监控输出压力,一个数字或模拟控制器调节伺服阀(电磁阀)的快速开启关闭以控制设定点压力。从结构上来说,电气比例阀是一个完整的闭环控制阀,包括两个高速电磁阀、一个底座、一个积分压力传感器和一个电子PID控制电路。二个高速电磁阀分别控制进气、出气。进气阀门的操控与电子电路供给的压力信号成比例。内置压力传感器测量输出压力并提供反馈信号到PID控制电路。反馈信号与压力控制设定值相比较,当二者之间不同时,使其中一个阀门打开。如果要达到系统所需的压力,就会使进气阀动作,按比例消除比较信号中的差异。典型电气比例阀通常需要直流电源和代表压力设定点的模拟信号进行工作。控制器通常接受电流(4~20mA)或电压(通常0~10或0~5VDC)输入信号。除了常见的模拟信号标准外,带数字电路的型号还可以接受串口通信(如RS-485或DeviceNet)。大多数电气比例阀还提供代表压力传感器的模拟信号输出。有些型号的电气比例阀还会包含一个小放气阀(向大气排放少量气体),以便在非常低或无流量情况下使用。[b][size=18px][color=#ff0000]三、特性比较[/color][/size][/b]从上述的基本概念内容可以看出,电气转换器和电气比例阀的基本功能相同,都是用来进行压力的减压控制,都属于电子式减压阀,但所用技术、功能和指标并不一样。表1对这两类压力调节阀进行更详细的对比。[align=center]表1 电气转换器与电气比例阀对比表[/align][align=center][img=电气比例阀和电气转换器比较表,690,519]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2022/10/202210311127513875_1243_3221506_3.jpg!w690x519.jpg[/img][/align][align=center][/align][b][size=16px][color=#ff0000]四、结论[/color][/size][/b]从上述对比可以看出,电气比例阀采用了更新的技术,与传统的电气转换器相比具有更优异的性能,电气比例阀正在快速对电气转换器形成升级替换,特别是随着电气比例阀的价格逐渐降低,已逐渐成为电气压力控制领域内主要产品。另外,由于电器比例阀内置了压力传感器和PID控制器,为很多压力控制应用场合提供了极其丰富的拓展应用,即采用电气比例阀可很方便的与其他物理量(如温度、位移、出力等)的探测和控制组成更复杂的串级控制回路,实现更多工业应用领域中的精密控制功能。[align=center]~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~[/align]

  • 【原创】光电倍增管负高压调节技巧及原理

    很多人对直读光谱仪各通道光电倍增管的供电高压衰减档位的调节不熟悉,这里给出一些调节方案和结果评判标准。关于这方面,第一是靠厂家调试工程师协助完成,这就不说了,下面介绍的是自己调节的方法。高压档位的调节方法,实际上可以自己通过做实验得到,其实调整光电倍增管高压的意义在于使光电倍增管能够在特定谱线光强的情况下达到灵敏度和稳定性的最好状态。做试验时实验变量可以设为3组,第一为光电倍增管的型号及灵敏度,第二条件是入射光强(可以用测试样品该谱线代表的元素含量来代替),第三条件是光电倍增管的供电高压值。衡量实验结果优劣的标准为如下几条:1、在当前要测试样品中该元素的实际光强变化范围中,光电倍增管输出光电流是否和入射光强基本成线性关系(越接近线性越好)2、"d光电流强度/d实际入射光电倍增管的光强"越大越好。测试时需要注意如下几点:1、如用实际样品试验,应想办法尽量减少激发和光信号传输对实验结果的影响,如不能排除,须用单色光灯代替入射光试验。2、实验时,尽量减少超大光强、超大供电电压的实验,以免使光电倍增管接近饱和区甚至截止区,影响光电倍增管寿命。最后,需要在实际中样品的激发状态的因素,包括不同的样品材质,不同的激发参数,不同的氩气流量,不同的电极极距等,并用已经做好数据实验表的测量系统对激发系统不同参数下的实际谱线光强结果进行定量的实验,综合考虑各元素的因素,调整激发系统。最后在用各通道高压去找该激发状态下的谱线实际光强数据。高压调机实验完成!总之,光电直读光谱仪的各模块的工作状态的调整是个复杂的过程,需要大量的实验作为调节依据,对于不同厂家、不同型号的仪器来说,调节结果可能略有不同,但是实验方法和原理应该是相同的,如果真的想要做深入研究,就必须下大功夫去设计并做大量的实验,并对实验数据做综合统计。工作量是很大的,一般情况下,这些资料各仪器生产厂家是不会外泄的,如果想自行完成所以只能靠我们自己的努力。

  • 电流变送器的工作原理及其应用

    0.5V  应变桥电流变送器  由XTR115构成应变桥电流变送器的电路如图2所示。将脚3视为公共地,由脚1给应变桥提供+2.5V的电源电压。前置放大器采用TL061型单运放(亦可采用OPA2277型双运放,仅用其中的一个运放),由+5V稳压器单独给运放供电。RI为20kΩ输入电阻,C为降噪电容,VT为外部NPN功率管,可选2N4922,TIP29C或TIP31B等型号。以2N4922为例,其主要参数为UCEO=60V,ICM=1A,PCM=30W.该电路的工作原理是当试件受力时,应变桥输出的电压信号首先经过前置放大器放大成0.8~4V的输入电压UI,再通过RI转换成40~200μA的输入电流II,最后经XTR115放大100倍后获得4~20mA的电流。  需要指出,XTR115只能配NPN功率管,不能配MOS场效应功率管。外部功率管应满足XTR115对电压、电流的要求,使用中还须给功率管装上合适的散热器。  保护电路的设计  保护电路应兼有反向电压保护与正向过压保护两种功能。XTR115的保护电路如图3所示。反向电压保护电路由二极管整流桥VD1~VD4组成,可防止因将环路电源的极性接反而损坏芯片。整流二极管可选用1N4148型高速硅开关二极管,其主要参数为URM=75V,Id=150mA,trr=4ns.采用桥式保护电路之后就不用再考虑环路电源的极性,因为,无论Us的极性是否接反,它总能保证U+端接得是正电压。鉴于在任何时刻整流桥上总有两只二极管导通,因此,在计算环路电压ULOOP时须扣除两只硅二极管的正向压降(约为1.4V),由式(2)确定。  ULOOP=Us-IORL-1.4(2)  过压保护电路采用一只1N4753A型稳压管,其稳定电压为36V,稳定电流为7.0mA.当环路电压过高时就被钳位到36V.实验证明,即使环路电压达到65V,XTR115也不会损坏。为了改善瞬态过压保护特性,还可采用Motorola公司生产的P6KE39A型瞬态电压抑制器(其英文缩写为TVS,亦称瞬变电压抑制二极管)来代替稳压管。P6KE39A的钳位电压UB=39V,钳位时间仅为1ns,其性能远优于齐纳稳压管  配J型热电偶的电流变送器电路http://www.dzsc.com/data/uploadfile/201210817330508.jpg图4 带冷端温度补偿的J型热电偶输入电路  由XTR101构成带冷端温度补偿功能的J型热电偶输入电路,如图4所示。该电路可将温度信号转换成4~20mA的电流信号。Rs为满量程(SPAN)设定电阻,其电阻值由式(3)确定。  Rs=40/(3)  式中:ΔIo=20mA-4mA=16mA.  例如,当UI=100mV时,由式(3)不难算出,Rs=278Ω。Rs的引线应尽量短,以减小干扰。当Rs=∝时,UImax=1V.Rp为调零电位器,在0℃下调整Rp可使Io=4mA.冷端温度补偿电路由二极管VD1,分压电阻R1和R2组成,R1及R2均采用精密金属膜电阻。  J型热电偶在-200℃~+750℃测温范围内的平均温度系数αT=+51.70μV/℃。硅二极管正向压降的温度系数αD≈-2.1mV/℃,经过R1和R2分压后  αD′=αD?=-2.1×=-52μV/℃≈-αT  因为αD′与αT的大小相等而方向相反,二者又分别接到XTR101的负输入端和正输入端上,所以在室温下二者能互相抵消,从而实现了冷端温度(即环境温度)补偿,使温差热电势仅仅与被测温度有关(e=αTT),不受环境温度变化的影响。XTR101能输出两路1mA激励电流,分别接J型热电偶和电阻分压器。反向电压保护电路由VD2组成,当Us接反时VD2截止,电源不通。正常工作时VD2导通,环路电压ULOOP=Us-IORL-0.7V.  电流变送器技术参数:  ●精度:优于0.5% ;  ●非线性失真:优于0.5%;  ●额定工作电压Vcc:+24V±20% ,极限工作电压:≤35V ;  ●电源功耗:静态4mA,动态时相等于环路电流,内部限制25mA+10%;  ●额定输入:5A……1KA(42个规格);  ●穿孔穿芯圆孔直径:9、12、20、25、30mm;  ●输出形式:两线制DC4~20mA;  ●输出电流温漂系数:≤50ppm/℃;  ●响应时间:≤100mS;  ●输入/输出绝缘隔离强度:AC3000V / 1min、1mA;  ●输出负载电阻:RLmax ≤ (Vcc-10V)/ 20mA  ●输入过载保护:30倍1min;  ●输出过流限制保

  • 【请问】选多大灯电流和负高压为宜?

    昨天做用了灯电流和负高压做了一下As标准曲线请问:选多大灯电流和负高压合适点?谢谢!数据如下:第一次灯电流50mA标准空白555.4负高压290V荧光强度浓度367.232688.43541001.2461334.45581712.215102063.865122411.04142740.6216第二次灯电流40mA标准空白272.309负高压280V荧光强度浓度150.6062316.4544428.2246589.2098735.28610886.596121034.346141229.67916第三次灯电流40mA标准空白235.335负高压270V荧光强度浓度108.1852237.724332.2486444.4988562.95810667.30512804.62314933.76516第四次灯电流30mA标准空白97.61负高压270V荧光强度浓度52.562111.2134148.3056209.1588254.83510303.73512357.8314410.1516

  • 高压仪,泄漏电流仪和功率表的夹头

    买了一批电气产品的检测设备如高压仪,泄漏电流仪和功率表,但发现原来配的接线的接头不方便和不实用?请问哪里可以买到配我们的设备的那种带鳄鱼夹头的延长线呢?需要定做吗?原厂的太贵了

  • JEOL 2100F 升场升高压,暗电流加不上

    有个问题想请教一下各位大神,我们的JEOL 2100F 每次停机维护之后(例如,停电关机,换冷却水,做Bake等等),做HT condition时,很多时候暗电流都很难加上,做完HT condition之后,要加高压和加场时,暗电流就更难加上了,暗电流加不上大概分两种情况,一种是暗电流开始不跟着高压一起上升,过一段时间然后暗电流突然迅速上升,然后就出现了HT over,高压掉了;第二种情况是,暗电流一直是0,不随高压上升。以前反复加几次高压之后,就可以把高压加上(暗电流也正常),今天做HT condition 正常,但反复加了一天的高压了,一直加不上。不知道有什么办法没有?(已经试过重启电镜和 重启电源柜上的HT开关都没作用)

  • 示波器电流探头可分为无源和有源两类,它们的区别是什么?

    示波器电流探头可分为无源和有源两类,它们的区别是什么?

    示波器电流探头是根据法拉第原理设计的用于测量导线中干扰电流信号的磁环,本质上是一个匝数为1的变压器。电流探头用来测量流过导线的电流量。示波器电流探头可分为无源和有源两种,区别是:无源探头的缺点是不能测量直流型号,低频截止频率通常在100Hz以上,优点是成本低。无源交流探头按嵌头结构可分为分芯型和实心型两种。分芯的嵌头可以手动开启和关闭,优点是探头可以很容易地夹在电流测量导线上。当测量完成后,钳口可以打开,探头可以移动到另一根导线上。[img=,690,517]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2022/08/202208221634395832_5106_5787068_3.jpg!w690x517.jpg[/img]有源探头按常见的钳口形式分为两种:一种是嵌入式结构,另一种是柔性结构。嵌入式结构电流探头一般是由强磁性材料制成的磁芯,这种流过的电流很大,磁芯容易产生磁饱和,因此无法准确测量。柔性探头是采用空芯交流电流传感器,所以在大电流不饱和的情况下,所以柔性探头一般用来测量大电流,而只能测量交流。PinTech品致,全球示波器探头品牌,示波器探头技术标准倡导者,专业提供差分探头,电流探头,示波器探头,柔性探头,高压放大器,功率放大器,数字万用表,示波器等耐压测试仪,高压测试棒。

  • 仪器仪表技术:变频器定义及工作原理概述

    变频器是把工频电源(50Hz或60Hz)变换成各种频率的交流电源,以实现电机的变速运行的设备,其中控制电路完成对主电路的控制,整流电路将交流电变换成直流电,直流中间电路对整流电路的输出进行平滑滤波,逆变电路将直流电再逆成交流电。对于如矢量控制变频器这种需要大量运算的变频器来说,有时还需要一个进行转矩计算的CPU以及一些相应的电路。变频调速是通过改变电机定子绕组供电的频率来达到调速的目的。 变频技术是应交流电机无级调速的需要而诞生的。20世纪60年代以后,电力电子器件经历了SCR(晶闸管)、GTO(门极可关断晶闸管)、BJT(双极型功率晶体管)、MOSFET(金属氧化物场效应管)、SIT(静电感应晶体管)、 SITH(静电感应晶闸管)、MGT(MOS控制晶体管)、MCT(MOS控制晶闸管)、IGBT(绝缘栅双极型晶体管)、HVIGBT(耐高压绝缘栅双极型晶闸管)的发展过程,器件的更新促进了电力电子变换技术的不断发展。20世纪70年代开始,脉宽调制变压变频(PWM-VVVF)调速研究引起了人们的高度重视。20世纪80年代,作为变频技术核心的 PWM模式优化问题吸引着人们的浓厚兴趣,并得出诸多优化模式,其中以鞍形波PWM模式效果最佳。20世纪80年代后半期开始,美、日、德、英等发达国家的VVVF变频器已投入市场并获得了广泛应用。 变频器的分类方法有多种,按照主电路工作方式分类,可以分为电压型变频器和电流型变频器;按照开关方式分类,可以分为PAM控制变频器、PWM控制变频器和高载频PWM控制变频器;按照工作原理分类,可以分为V/f控制变频器、转差频率控制变频器和矢量控制变频器等;按照用途分类,可以分为通用变频器、高性能专用变频器、高频变频器、单相变频器和三相变频器等。 VVVF:改变电压、改变频率 CVCF:恒电压、恒频率。各国使用的交流供电电源,无论是用于家庭还是用于工厂,其电压和频率均为400V/50Hz或200V/60Hz(50Hz),等等。通常,把电压和频率固定不变的交流电变换为电压或频率可变的交流电的装置称作“变频器”。为了产生可变的电压和频率,该设备首先要把电源的交流电变换为直流电(DC)。 用于电机控制的变频器,既可以改变电压,又可以改变频率。 变频器的工作原理 我们知道,交流电动机的同步转速表达式位: n=60 f(1-s)/p (1) 式中 n———异步电动机的转速; f———异步电动机的频率; s———电动机转差率; p———电动机极对数。 由式(1)可知,转速n与频率f成正比,只要改变频率f即可改变电动机的转速,当频率f在0~50Hz的范围内变化时,电动机转速调节范围非常宽。变频器就是通过改变电动机电源频率实现速度调节的,是一种理想的高效率、高性能的调速手段。 变频器控制方式 低压通用变频输出电压为380~650V,输出功率为0.75~400kW,工作频率为0~400Hz,它的主电路都采用交—直—交电路。其控制方式经历了以下四代。 1U/f=C的正弦脉宽调制(SPWM)控制方式 其特点是控制电路结构简单、成本较低,机械特性硬度也较好,能够满足一般传动的平滑调速要求,已在产业的各个领域得到广泛应用。但是,这种控制方式在低频时,由于输出电压较低,转矩受定子电阻压降的影响比较显著,使输出最大转矩减小。另外,其机械特性终究没有直流电动机硬,动态转矩能力和静态调速性能都还不尽如人意,且系统性能不高、控制曲线会随负载的变化而变化,转矩响应慢、电机转矩利用率不高,低速时因定子电阻和逆变器死区效应的存在而性能下降,稳定性变差等。因此人们又研究出矢量控制变频调速。 2电压空间矢量(SVPWM)控制方式 它是以三相波形整体生成效果为前提,以逼近电机气隙的理想圆形旋转磁场轨迹为目的,一次生成三相调制波形,以内切多边形逼近圆的方式进行控制的。经实践使用后又有所改进,即引入频率补偿,能消除速度控制的误差;通过反馈估算磁链幅值,消除低速时定子电阻的影响;将输出电压、电流闭环,以提高动态的精度和稳定度。但控制电路环节较多,且没有引入转矩的调节,所以系统性能没有得到根本改善。 矢量控制(VC)方式 矢量控制变频调速的做法是将异步电动机在三相坐标系下的定子电流Ia、Ib、Ic、通过三相-二相变换,等效成两相静止坐标系下的交流电流 Ia1Ib1,再通过按转子磁场定向旋转变换,等效成同步旋转坐标系下的直流电流Im1、It1(Im1相当于直流电动机的励磁电流;It1相当于与转矩成正比的电枢电流),然后模仿直流电动机的控制方法,求得直流电动机的控制量,经过相应的坐标反变换,实现对异步电动机的控制。其实质是将交流电动机等效为直流电动机,分别对速度,磁场两个分量进行独立控制。通过控制转子磁链,然后分解定子电流而获得转矩和磁场两个分量,经坐标变换,实现正交或解耦控制。矢量控制方法的提出具有划时代的意义。然而在实际应用中,由于转子磁链难以准确观测,系统特性受电动机参数的影响较大,且在等效直流电动机控制过程中所用矢量旋转变换较复杂,使得实际的控制效果难以达到理想分析的结果。 直接转矩控制(DTC)方式 1985年,德国鲁尔大学的DePenbrock教授首次提出了直接转矩控制变频技术。该技术在很大程度上解决了上述矢量控制的不足,并以新颖的控制思想、简洁明了的系统结构、优良的动静态性能得到了迅速发展。目前,该技术已成功地应用在电力机车牵引的大功率交流传动上。 直接转矩控制直接在定子坐标系下分析交流电动机的数学模型,控制电动机的磁链和转矩。它不需要将交流电动机等效为直流电动机,因而省去了矢量旋转变换中的许多复杂计算;它不需要模仿直流电动机的控制,也不需要为解耦而简化交流电动机的数学模型。 矩阵式交—交控制方式 VVVF变频、矢量控制变频、直接转矩控制变频都是交—直—交变频中的一种。其共同缺点是输入功率因数低,谐波电流大,直流电路需要大的储能电容,再生能量又不能反馈回电网,即不能进行四象限运行。为此,矩阵式交—交变频应运而生。由于矩阵式交—交变频省去了中间直流环节,从而省去了体积大、价格贵的电解电容。它能实现功率因数为l,输入电流为正弦且能四象限运行,系统的功率密度大。该技术目前虽尚未成熟,但仍吸引着众多的学者深入研究。其实质不是间接的控制电流、磁链等量,而是把转矩直接作为被控制量来实现的。具体方法是:——控制定子磁链引入定子磁链观测器,实现无速度传感器方式;——自动识别(ID)依靠精确的电机数学模型,对电机参数自动识别;——算出实际值对应定子阻抗、互感、磁饱和因素、惯量等算出实际的转矩、定子磁链、转子速度进行实时控制;——实现Band—Band控制按磁链和转矩的Band—Band控制产生PWM信号,对逆变器开关状态进行控制。 矩阵式交—交变频具有快速的转矩响应(2ms),很高的速度精度(±2%,无PG反馈),高转矩精度(+3%);同时还具有较高的起动转矩及高转矩精度,尤其在低速时(包括0速度时),可输出150%~200%转矩。

  • 【分享】耐压测试仪的原理及构成

    耐压测试仪的基本原理:把一个高于正常工作的电压加在被测设备的绝缘体上,并持续一段规定的时间,如果其间的绝缘性足够好,加在上面的电压就只会产生很小的漏电流。如果一个被测设备绝缘体在规定的时间内,其漏电电流保持在规定的范围内,就可以确定这个被测设备可以在正常的运行条件下安全运行。耐压测试仪的主要构成:1)升压部分  调压变压器、升压变压器及升压部分电源接通及切断开关组成。   220V电压通过接通,切断开关加到调压变压器上调压变压器输出连接升压变压器。用户只需调节调压器就可以控制升压变压器的输出电压。 (2)控制部分  电流取样,时间电路、报警电路组成。控制部分当收到启动信号,仪器立即在接通升压部分电源。当收到被测回路电流超过设定值及发出声光报警立即切断升压回路电源。当收到复位或者时间到信号后切断升压回路电源。 (3)显示电路  显示器显示升压变压器输出电压值。显示由电流取样部分的电流值,及时间电路的时间值一般为倒计时。 (4)程控耐压测试仪以上是传统的耐电压试验仪的结构组成。随着电子技术及单片,计算机技术飞速发展;程控耐压测试仪这几年也发展很快,程控耐压仪与传统的耐压仪不同之处主要是升压部分。程控耐压仪高压升压不是通过市电由调压器来调节,而是通过单片计算机控制产生一个50Hz或60Hz的正弦波信号再通过功率放大电路进行放大升压,输出电压值也由单片计算机进行控制,其它部分原理与传统耐压仪差别不大。

  • 电磁阀的工作原理

    电磁阀的工作原理 是用来控制流体的自动化基础元件,属于执行器;并不限于液压,气动。用于控制液压流动方向,工厂的机械装置一般都由液压缸控制,所以就会用到它的工作原理,里有密闭的腔,在的不同位置开有通孔,每个孔都通向不同的油管,腔中间是阀,两面是两块电磁铁,哪面的磁铁线圈通电阀体就会被吸引到哪边,通过控制阀体的移动来档住或漏出不同的排油的孔,而进油孔是常开的,液压油就会进入不同的排油管,然后通过油的压力来推动油刚的活塞,活塞又带动活塞杆,活塞竿带动机械装置动。这样通过控制电磁铁的电流就控制了机械运动。 追朔的发展史,到目前为止,国内外的从原理上分为三大类(即:直动式、分步童先导式),而从阀瓣结构和材料上的不同与原理上的区别又分为六个分支小类(直动膜片结构、分步重片结构、先导膜式结构、直动活塞结构、分步直动活塞结构、先导活塞结构)。 直动式: 原理:通电时,电磁线圈产生电磁力把关闭件从阀座上提起,阀门打开;断电时,电磁力消失,弹簧把关闭件压在阀座上,关闭。 特点:在真空、负压、零压时能正常工作,但通径一般不超过25mm。 分布直动式: 原理: 它是一种直动和先导式相结合的原理,当入口与出口没有压差时,通电后,电磁力直接把先导小阀和主阀关闭件依次向上提起,阀门打开。当入口与出口达到启动压差时,通电后,电磁力先导小阀,主阀下腔压力上升,上腔压力下降,从而利用压差把主阀向上推开;断电时,先导阀利用弹簧力或介质压力推动关闭件,向下移动,使关闭。 特点: 在零压差或真空、高压时亦能可动作,但功率较大,要求必须水平安装。 先导式: 原理:通电时,电磁力把先导孔打开,上腔室压力迅速下降,在关闭件周围形成上低下高的压差,流体压力推动关闭件向上移动,打开;断电时,弹簧力把先导孔关闭,入口压力通过旁通孔迅速腔室在关阀件周围形成下低上高的压差,流体压力推动关闭件向下移动,关闭。 特点: 流体压力范围上限较高,可任意安装(需定制)但必须满足流体压差条件 。

  • 什么原因导致灯电流降低,高压升高?

    为何灯电流降低,高压升高?我在用石墨炉做食品中的铅和镉时,用的是国产原吸,氘灯扣除背景电流设为100mA,狭缝设为0.4nm,灯电流设为3mA.在调节氘灯能量达100%时,灯电流快速降低到0.5mA左右,而电压快速升高到400V左右。不知何故?这样的条件对测定结果的准确性有影响吗?是什么原因导致灯电流降低,高压升高?请教各位大师,谢谢!

  • 电流传感器原理_如何选择电流传感器

    电流传感器原理_如何选择电流传感器

    [align=center][/align]电流传感器具体的工作原理是:当主电路有大电流Ip流动时,导体周围会产生强磁场。该磁场由多磁环收集并作用于电流传感器器件以使其具有信号输出。该信号由放大器A放大并输入到功率放大器。此时,功率管的相应电压降变化以获得补偿电流Is。由于Is电流流过太多,绕组产生磁场Hs。 Hs与由主电流Ip产生的磁场Hp相反,由此补偿原始磁场,逐渐减小从霍尔器件输出的信号,最后乘以Is和匝数以产生磁场和磁场由Ip生成的字段。当它相等时,Is不再增加。此时,电流传感器达到零磁通量检测。如何选择当前电流传感器:霍尔电流传感器基于磁平衡霍尔原理。根据霍尔效应原理,从霍尔元件的控制电流端施加电流Ic,并且在霍尔元件平面的法线方向上施加具有B的磁场强度的磁场。然后,在垂直于电流和磁场的方向上(即,在霍尔输出端子之间),将产生电势VH,其被称为霍尔电势,其与控制电流I成比例。产品。即,其中K是霍尔系数,其由霍尔元件的材料确定 一,控制电流 B是磁场强度 VH是霍尔的潜力。电流传感器应用:电流传感器在许多领域都有应用,如电池监测,汽车,工业,铁路,机车,车载电力测试,能源和自动化等。电流传感器的主要特性参数:1、线性线性决定了电流传感器输出信号(次级电流IS)和输入信号(初级电流IP)与测量范围成正比的程度。2、温度漂移偏移电流ISO在25°C时计算。当霍尔电极周围的环境温度变化时,ISO会改变。因此,考虑偏移电流ISO的最大变化很重要,其中IOT指的是当前电流传感器性能表中的温度漂移值。3,偏移电流ISO偏移电流也被称为剩余电流或剩余电流。这主要是由霍尔元件或电子电路中的运算放大器不稳定造成的。当电流传感器在25°C和IP = 0下制造时,偏移电流会最小化,但传感器在离开生产线时会产生一定量的偏移电流。4、标准额定值IPN和额定输出电流ISNIPN是指电流传感器可以测试的标准额定值。它由有效值(A.r.m.s)表示。 IPN的大小与传感器产品的型号有关。 ISN是指电流传感器的额定输出电流,一般为10〜 400mA。当然,这可能会因型号而异。5、准确性霍尔效应电流传感器的精度取决于标准额定电流IPN。在+ 25°C时,传感器的测量精度对初级电流有一定的影响。同时,在评估电流传感器精度时,还必须考虑偏移电流,线性度和温度漂移的影响。电流传感器包含范围:[color=#333333]气体流量传感器丨微型压力传感器丨绝对压力变送器丨微量氧传感器丨[/color][color=#333333]数字温湿度[/color][color=#333333]传感器丨煤气检测传感器丨气压感应器丨一氧化碳传感器丨h2传感器丨压阻式压力变送器丨硫化氢传感器丨co2气体传感器丨光离子传感器丨ph3传感器丨百分氧传感器丨bm传感器[/color][color=#333333]丨超声波风速传感器[/color][color=#333333]丨氧气传感器丨电流传感器丨风速传感器丨voc传感器丨[/color][color=#333333]光纤应变传感器[/color][color=#333333]丨[url=http://mall.ofweek.com/category_63.html]电流传感器[/url]丨[/color][color=#333333]meas压力[/color][color=#333333]传感器丨位置传感器丨[/color][color=#333333]称重传感[/color][color=#333333]器丨甲烷传感器丨微流量传感器丨光纤应变传感器丨称重传感器丨三合一传感器丨sst传感器丨gss传感器丨ch4传感器丨氟利昂传感器丨硫化物传感器丨o3传感器丨双气传感器丨压电薄膜传感器丨一氧化氮传感器丨透明度传感器丨二氧化硫传感器丨氰化氢传感器丨煤气检测传感器丨燃气检测传感器丨电流氧传感器[/color]

  • 真空箱工作原理

    一、真空箱工作原理:1. 将需干燥处理的物品放入真空干燥箱内,将箱门关上,并关闭放气阀,开启真空阀。2. 将真空干燥箱左侧的导气管用真空橡胶管与真空泵连接,接通真空泵电源开始抽气。当真空表指示值达到-0.1Mpa时,关闭真空阀,再关闭真空泵电源开关。3. 把真空干燥箱电源开关拨至“开”处,控制器显示箱内温度,按“SET”键及“▲”“▼”键设定,选择所需的设定温度,按“SET”键确认。4. 箱内温度开始上升,当干燥箱内温度接近设定温度时,绿色加热指示灯忽亮忽熄,反复多次,一般90分钟内搁板层面进入恒温状态。5. 根据不同物品不同潮湿程度,选择不同的干燥时间,如干燥时间过长,真空度下降,需再次抽气恢复真空度,应先开启真空泵电机开关,再开启真空阀。6. 干燥结束后,应先关闭电源,旋动放气阀,解除箱内真空状态,再打开箱门取出物品。二、注意事项:1.真空干燥箱外壳必须有效接地,使用完毕后,应将电源关闭,以保证使用安全。2.真空箱不需连续抽气时,应先关闭真空阀,再关闭真空泵电机电源,否则真空泵油要倒灌至箱内,污染箱内实验物品。3.不宜在高电压、大电流、强磁场、带腐蚀性气体(如含酸、碱、硫酸质)使用,以免干扰损坏及发生危险。三、优点:上海森信真空干燥箱控制精度高,当所需工作温度较低时,也不会有温度过冲现象。避免了市场上通用真空干燥箱使用较低温度时需二次设定的方式,才能避免过冲。

  • 【分享】高纯氮气发生器工作原理及6大特点

    高纯氮气发生器以物理吸附法和电化学分离法相结合的原理直接从空气中分离高纯氮气。  高纯氮气发生器工作原理  高纯氮气发生器根据电催化法进行空气分离的原理制成,其中电解池是利用燃料电池的逆过程设计而成。作为压力稳定且纯净的原料空气进入到电解池中,空气中的氧在阴极被媳妇而获得电子,与水作用生成氢氧根离子,并迁移到阳极,最后在阳极处失去电子析出氧气,因此空气中的氧不断被分离。只留下氮气随气路输出。  高纯氮气发生器6大特点  1.程序控制。高纯氮气发生器的控制系统采用专用芯片。是全部工作过程均有程序控制完成。自动恒压,恒流,氮气流量可根据用量实现0-300ml/min全自动调节。  2.工艺先进:电解池采用立式单液面双阴极。最新膜分离技术,催化层使用PCAN载体及贵金属催化物,使电解池催化效率高,产气量大,氮气纯度高,电解池出厂前经过100小时以上高压,大电流老化试验,使电解池性能和工作状态极为稳定。  3.三级催化,除电解池中两级催化外另有第三极催化,催化剂选用新型贵金属,使输出的氮气含氧量小于3ppm  4.产氮湿度低。采用了超高分子量渗透麽分离技术及有效的除湿装置,因而降低了原始湿度,并能在停机后自动排出水分。采用了金属聚合物除湿及两级吸附,是氮气纯度大大提高。  5.操作方便,免运输钢瓶之劳,省搬运钢瓶之苦,使用是只需打开电源开关即可产氮,可连续使用,也可间断使用,产氮量稳定不衰减。  6.安全可靠,配有安装装置,灵敏可靠。

  • 核电站工作原理

    核电站工作原理 1.热堆的概念中打入铀-235的原于核以后,原子核就变得不稳定,会分裂成两个较小质量的新原子核,这是核的裂变反应,放出的能量叫裂变能;产生巨大能量的同时,还会放出2~3个中子和其它射线。 这些中子再打入别的铀-235核,引起新的核裂变,新的裂变又产生新的中子和裂变能,如此不断持续下去,就形成了链式反应 利用原子核反应原理建造的反应堆需将裂变时释放出的中子减速后,再引起新的核裂变,由于中子的运动速度与分子的热运动达到平衡状态,这种中子被称为热中子。堆内主要由热中子引起裂变的反应堆叫做热中子反应堆(简称热堆)。  2 热中子反应堆,它是用慢化剂把快中子速度降低,使之成为热中子(或称慢中子),再利用热中子来进行链式反应的一种装置。由于热中子更容易引起铀-235等裂变,这样,用少量裂变物质就可获得链式裂变反应。  3.慢化剂是一些含轻元素而又吸收中子少的物质,如重水、铍、石墨、水等。热中子堆一般都是把燃料元件有规则地排列在慢化剂中,组成堆芯。链式反应就是在堆芯中进行的。  4.反应堆必须用冷却剂把裂变能带出堆芯。冷却剂也是吸收中子很少的物质。热中子堆最常用的冷却剂是轻水(普通水)、重水、二氧化碳和氦气。 核电站的内部它通常由一回路系统和二回路系统组成。反应堆是核电站的核心。反应堆工作时放出的热能,由一回路系统的冷却剂带出,用以产生蒸汽。因此,整个一回路系统被称为“核供汽系统”,它相当于火电厂的锅炉系统。为了确保安全,整个一回路系统装在一个被称为安全壳的密闭厂房内,这样,无论在正常运行或发生事故时都不会影响安全。由蒸汽驱动汽轮发电机组进行发电的二回路系统,与火电厂的汽轮发电机系统基本相同。 轻水堆――压水堆电站 自从核电站问世以来,在工业上成熟的发电堆主要有以下三种:轻水堆、重水堆和石墨汽冷堆。它们相应地被用到三种不同的核电站中,形成了现代核发电的主体。 目前,热中子堆中的大多数是用轻水慢化和冷却的所谓轻水堆。轻水堆又分为压水堆和沸水堆。  压水堆核电站 压水堆核电站的一回路系统与二回路系统完全隔开,它是一个密闭的循环系统。该核电站的原理流程为:主泵将高压冷却剂送入反应堆,一般冷却剂保持在120~160个大气压。在高压情况下,冷却剂的温度即使300℃多也不会汽化。冷却剂把核燃料放出的热能带出反应堆,并进入蒸汽发生器,通过数以千计的传热管,把热量传给管外的二回路水,使水沸腾产生蒸汽;冷却剂流经蒸汽发生器后,再由主泵送入反应堆,这样来回循环,不断地把反应堆中的热量带出并转换产生蒸汽。从蒸汽发生器出来的高温高压蒸汽,推动汽轮发电机组发电。做过功的废汽在冷凝器中凝结成水,再由凝结给水泵送入加热器,重新加热后送回蒸汽发生器。这就是二回路循环系统。 压水堆由压力容器和堆芯两部分组成。压力容器是一个密封的、又厚又重的、高达数十米的圆筒形大钢壳,所用的钢材耐高温高压、耐腐蚀,用来推动汽轮机转动的高温高压蒸汽就在这里产生的。在容器的顶部设置有控制棒驱动机构,用以驱动控制棒在堆芯内上下移动。 堆芯是反应堆的心脏,装在压力容器中间。它是燃料组件构成的。正如锅炉烧的煤块一样,燃料芯块是核电站“原子锅炉”燃烧的基本单元。这种芯块是由二氧化铀烧结而成的,含有2~4%的铀-235,呈小圆柱形,直径为9.3毫米。把这种芯块装在两端密封的锆合金包壳管中,成为一根长约4米、直径约10毫米的燃料元件棒。把 200多根燃料棒按正方形排列,用定位格架固定,组成燃料组件。每个堆芯一般由121个到193个组件组成。这样,一座压水堆所需燃料棒几万根,二氧化铀芯块1千多万块堆芯。此外,这种反应堆的堆芯还有控制棒和含硼的冷却水(冷却剂)。控制棒用银铟镉材料制成,外面套有不锈钢包壳,可以吸收反应堆中的中子,它的粗细与燃料棒差不多。把多根控制棒组成棒束型,用来控制反应堆核反应的快慢。如果反应堆发生故障,立即把足够多的控制棒插入堆芯,在很短时间内反应堆就会停止工作,这就保证了反应堆运行的安全。 轻水堆――沸水堆电站 沸水堆核电站 沸水堆核电站工作流程是:冷却剂(水)从堆芯下部流进,在沿堆芯上升的过程中,从燃料棒那里得到了热量,使冷却剂变成了蒸汽和水的混合物,经过汽水分离器和蒸汽干燥器,将分离出的蒸汽来推动汽轮发电机组发电。 沸水堆是由压力容器及其中间的燃料元件、十字形控制棒和汽水分离器等组成。汽水分离器在堆芯的上部,它的作用是把蒸汽和水滴分开、防止水进入汽轮机,造成汽轮机叶片损坏。沸水堆所用的燃料和燃料组件与压水堆相同。沸腾水既作慢化剂又作冷却剂。 沸水堆与压水堆不同之处在于冷却水保持在较低的压力(约为70个大气压)下,水通过堆芯变成约285℃的蒸汽,并直接被引入汽轮机。所以,沸水堆只有一个回路,省去了容易发生泄漏的蒸汽发生器,因而显得很简单。

  • 【求助】X射线衍射仪 不能升高压,软件上显示电流电压为零

    求助各位大侠: 前几天我的XRD突然高压掉下来 ,显示电压电流均为零 ,后面重新开机也不行,电压电流都为零, 有没有懂XRD的 指导指导, 我们的仪器为荷兰帕纳科, 如果有知道厉害的专家也推荐推荐 ,我们可以付费维修,,,,, 谢谢 急````很急```````非常急````````越来越急```````````````````````

  • 【讨论】直流电流测量电路的工作原理

    [em09506]如图所示,简单的电流表只能用来测量小于或等于其满偏电流量的电流。为了扩大电流表的量程,可以在表头两端并联一定数值的电阻,如图b所示。但是,若此时仍不能满足测量范围的需要,可以采用独立分挡式电流表,如图c所示。独立分挡式电流表具有以下缺点:  1)转换开关在换挡时,由于开关接触电阻增大或分流支路某点断路,将有大电流流过表头,可能造成表头损坏。  2)由于各挡分流电阻的阻值不等,对无框架阻尼表头来说,不能得到相等的阻尼效果。  3)若表头满偏电流不是一个合适的整数数值,这种情况将不便于一表多用的综合设计。  4)由于各分流电阻彼此独立,因而用料多,体积大,致使仪表重量过大。 [img]http://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2009/12/200912121142_189660_1943690_3.gif[/img] 图 直流电流测量   a)简单电流表 b)扩大量程的电流表 c)独立分挡式电流表 d)闭路抽头式电流表  针对独立分挡式电流表的这些缺点,又出现了一种闭路抽头式电流表,如图d所示。这种电流表克服了前面三种电流表所有的缺点,因而它得到了广泛应用。图d中,K2在结构简单的万用表中应用较少;`而在灵敏度要求较高的万用表中,为了获得电压测量的高灵敏度,测量时通常将K2切断。

  • 【原创大赛】【仪器说】直读光谱高压火花光源简介

    【原创大赛】【仪器说】直读光谱高压火花光源简介

    [align=center][b][color=#cc0000]直读光谱高压火花光源简介[/color][/b][/align][b][color=#cc0000]一、【前言】 直读光谱早期使用的激发光源主要是电弧光源,有直流电弧光源,交流电弧光源,因为火花激发温度高于电弧激发温度,而后发展到火花光源,如高压火花光源,高能预火花光源。随着激发光源技术水平的提高和改良,目前使用最多的激发光源主要还是技术成熟的高能预火花光源。 虽然目前直读光谱应用最多的是高能预火花光源,大家都比较熟悉,而电弧光源及高压火花光源应用的不多,但对于直读光谱激发光源的发展来讲,适当了解电弧光源及高压火花光源是很有必要的,电弧光源相对较为简单,也许大家已较为熟悉了,但对高压火花光源不一定很熟悉。 本文简单介绍一下直读光谱高压火花光源的功能作用、火花产生、基本原理、主要特点及技术要求等,让大家对高压火花光源的有一个初浅的认识。同时以美国热电Jarell-Ash直读光谱高压火花光源为例,就直读光谱的高压火花光源做一个简单的浅析,使大家对高压火花光源有更深的了解,希望能对直读光谱操作员及技术员有一定的帮助。二、【高压火花光源的功能作用】 对于直读光谱而言,由于被检测的样品种类繁多、形状各异、元素对象、浓度、蒸发及激发难易不同,对激发光源的要求也就各不相同。关键所分析的激发光源应能满足各种被分析样品的技术要求。 直读光谱的激发光源是硬件系统中一个极为重要的组成部件,它的作用是给被检测样品提供蒸发、原子化或激发的必要能量。在进行光谱分析时,样品元素的蒸发、原子化和激发过程几乎都是同时进行的,它们之间没有明显的时间界限,这一系列过程均直接影响谱线的发射以及光谱线的激发强度。三、【高压火花的产生】 电源电压经过可调电阻后进入升压变压器的初级线圈,使初级线圈上产生10000V以上的高电压,并向电容器充电。当电容器两极间的电压升高到分析间隙的击穿电压时储存在电容器中的电能立即向分析间隙放电,产生电火花。 由于高压火花放电时间极短,故在这一瞬间内通过分析间隙的电流密度很大(高达10000 ~ 50000A/cm2,因此弧焰瞬间温度很高,可达10000K以上,故激发能量大,可激发电离电位高的元素。 高压火花放电是一种电极间不连续气体放电,是一种电容放电。高压电火花通常使用10000V以上的高压,通过间隙放电,产生电火花。目前使用的高压火花放电是 12000V和较小电容量的高压火花光源。 由于电火花是以间歇方式进行工作的,平均电流密度并不高,所以电极头温度较低,且弧焰半径较小。这种光源主要用于易熔金属合金样品的分析及高含量元素的定量分析。四、【高压火花发生器基本原理】(1)交流电压经R及变压器 T 后,产生10~25kV的高压,然后通过扼流圈 D 向电容器 C 充电,达到 G (分析间隙)的击穿电压时,通过电感 L 向 G[i] [/i]放电,产生振荡性的火花放电。(图1)(2)同步电机转动续断器M,1、2为控制间隙 G1,3、4为控制间隙 G2,2, 3为钨电极,每转动180度,对接一次,转动频率(50转/s),接通100次/s,保证每半周电流最大值瞬间放电一次。[/color][/b][align=center][b][color=#cc0000][img=,501,393]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2019/09/201909301213442430_2197_1841897_3.jpg!w501x393.jpg[/img][/color][/b][/align][align=center][b][color=#cc0000]图1 高压火花发生器原理 [/color][/b][/align][b][color=#cc0000]五、【高压火花光源的主要特点】1、高压火花光源的主要优点:(1)放电瞬间能量很大,产生的温度高,激发能力强,某些难激发元素可被激发,且多为离子线。(2)放电间隔长,使得电极温度低,蒸发能力稍低,适于低熔点金属与合金的分析。(3)稳定性好,重现性好,适用定量分析。2、高压火花光源的主要缺点:(1)做较高含量分析没有问题,对低含量分析灵敏度较差。(2)由于高压连续放电易产生多次谐波,噪音和干扰相对较大。六、【高压火花光源的技术要求】 直读光谱的光源部件的选择是十分重要的。在选择直读光谱高压光源时应尽量满足下列要求:(1)高灵敏度,随着样品中元素浓度微小的变化,其检出信号有较大的变化;(2)低检出限,能对微量及痕量成分进行检测;(3)良好的稳定性,样品能稳定地蒸发、原子化和激发,使结果具有较高的精密度;(4)谱线强度与背景强度之比大(信噪比大);(5)分析速度快,预燃时间短;(6)构造简单,安全、易操作;(7)自吸收效应小,校准曲线的线性范围宽。七、【美国热电Jarell-Ash直读光谱仪高压火花光源简介】 美国热电Jarell-Ash直读光谱仪是我国早期70年代末至80年代初引进的大型金属分析仪器,在冶金行业发挥了较大的作用,与之同时代的直读光谱仪还有美国贝尔德、英国希尔格、法国JY等直读光谱产品。这里简介一下Jarell-Ash直读光谱仪的高压火花光源,供大家分享。图2为美国热电Jarell-Ash直读光谱仪整机外观图,该仪器使用的就是高压火花光源。[/color][/b][align=center][b][color=#cc0000] [img=,500,383]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2019/09/201909301214529640_9061_1841897_3.jpg!w500x383.jpg[/img][/color][/b][/align][align=center][b][color=#cc0000]图2美国Jarell-Ash直读光谱仪整机外观图[/color][/b][/align][b][color=#cc0000] Jarell-Ash直读光谱仪主要由,真空系统、光学室检测系统,电源及主机控制系统、火花(激发)台系统(图3)、高压火花(激发)光源系统、数据终端处理系统等几大部件组成。[/color][/b][align=center][b][color=#cc0000][img=,504,384]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2019/09/201909301216122560_1350_1841897_3.jpg!w504x384.jpg[/img][/color][/b][/align][align=center][b][color=#cc0000]图3 Jarell-Ash直读光谱仪火花(激发)台结构图[/color][/b][/align][b][color=#cc0000] 这里主要重点介绍一下Jarell-Ash直读光谱仪的高压火花光源,该高压火花光源是一个独立的电子部件系统,由操作面板各功能选择开关控制(图4)。 [/color][/b][align=center][b][color=#cc0000][img=,500,383]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2019/09/201909301216493377_9564_1841897_3.jpg!w500x383.jpg[/img][/color][/b][/align][align=center][b][color=#cc0000]图4 高压火花光源外观及操作控制面板[/color][/b][/align][b][color=#cc0000] Jarell-Ash直读光谱高压火花光源的电路原理框图见图5。[/color][/b][align=center][b][color=#cc0000][img=,504,379]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2019/09/201909301217169185_2027_1841897_3.jpg!w504x379.jpg[/img] [/color][/b][/align][align=center][b][color=#cc0000]图5 高压火花光源的电路原理框图[/color][/b][/align][b][color=#cc0000] 高压火花光源的高压火花是通过大功率升压变压器(高压升压线圈)直接升压至数千伏以上,经过高压二极管整流,限流电阻限流(图6)输出至样品激发台激发样品。[/color][/b][align=center][b][color=#cc0000][img=,500,361]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2019/09/201909301218009689_5050_1841897_3.jpg!w500x361.jpg[/img][/color][/b][/align][align=center][b][color=#cc0000]图6 高压火花发生器高压升压线圈,限流电阻,高压二极管等器件[/color][/b][/align][b][color=#cc0000] Jarell-Ash直读光谱高压火花光源升压变压器初级线圈实际电路采用了大功率电子控制器件闸流管(图7),代替了同步转动(断续器)电机。[/color][/b][align=center][b][color=#cc0000][img=,500,375]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2019/09/201909301218408927_4169_1841897_3.jpg!w500x375.jpg[/img] [/color][/b][/align][align=center][b][color=#cc0000]图7 高压火花光源的关键器件闸流管[/color][/b][/align][b][color=#cc0000] 在RLC脉冲发生器触发电路控制作用下(图8),控制闸流管的导通与截止,产生高压高能火花放电,其放电频率最高可达400Hz。[/color][/b][align=center][b][color=#cc0000][img=,500,349]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2019/09/201909301219102087_278_1841897_3.jpg!w500x349.jpg[/img][/color][/b][/align][align=center][b][color=#cc0000]图8 RLC脉冲发生器触发板闸流管触发控制板[/color][/b][/align][b][color=#cc0000] 高压火花放电时放电电流和放电能量受线路中电感及电容控制(图9),[/color][/b][align=center][b][color=#cc0000] [img=,500,375]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2019/09/201909301220019267_416_1841897_3.jpg!w500x375.jpg[/img][/color][/b][/align][align=center][b][color=#cc0000]图9 高压火花放电电感线圈[/color][/b][/align][b][color=#cc0000] 高压发生器输出的高压由于自身电压很高,放电间隙无需辅助高压引弧,自行产生放电火花,在放电能量作用下,火花台(图10)激发样品表面局部熔融均质化,以此获得发射光谱谱线。[/color][/b][align=center][b][color=#cc0000][img=,504,379]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2019/09/201909301220308039_5032_1841897_3.jpg!w504x379.jpg[/img] [/color][/b][/align][align=center][b][color=#cc0000]图10 Jarell-Ash直读光谱火花台结构[/color][/b][/align][b][color=#cc0000] 由于工作电压较高,在空载状态时,电感电路容易产生高次谐波导致高压过高,因此在工作间隙两端增加了高压保护放电间隙(图11)。[/color][/b][align=center][b][color=#cc0000][img=,500,389]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2019/09/201909301220576105_1327_1841897_3.jpg!w500x389.jpg[/img] [/color][/b][/align][align=center][b][color=#cc0000]图11 高压火花发生器高压保护放电间隙[/color][/b][/align][b][color=#cc0000] 通过功能选择,不同样品的能量通过仪表直观的显示出来(图12),在高能高压火花激发下产生发射光谱,经光学分光系统及电子信号采集检测系统,然后再经电路控制及数据处理,最后得到所要检测的分析结果。[/color][/b][align=center][b][color=#cc0000][img=,500,366]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2019/09/201909301221288377_830_1841897_3.jpg!w500x366.jpg[/img] [/color][/b][/align][align=center][b][color=#cc0000]图12 高压火花光源真空控制,功能选择及能量显示[/color][/b][/align][b][color=#cc0000]八、【小结】 金属和合金的光谱分析,在高压火花光源的作用下,物质由固态到气态是一个非常复杂的过程,这种过程表现在样品中各元素的谱线强度,并不在样品一经激发后立刻达到一个稳定不变的强度,而是必须经过一段时间后才能趋于稳定。这是由于样品中各元素的熔点有差异,表面各成分在放电时进入分析间隙的程度随着放电时间而发生变化。因此,在进行光谱定量分析时,必须等待分析元素的谱线强度达到稳定后的曝光时间才是最佳的,这样才能保证分析结果的准确度。 对不同的样品在不同的光源能量激发下,其曝光时间是不一样的,这主要取决于样品在火花放电时的蒸发程度,它不仅与光源的激发能量、放电气氛密切有关外,还与样品的组成、结构状态、夹杂物的种类、大小等密切相关。 由于高压火花光源的工作电压过高,连续放电产生的干扰较大,放电电流也相对较小温度不足,导致某些高熔点金属检测限及灵敏度不够理想。另外工作电压较高对器件的技术参数也要求较高,高压的不稳定也导致了高压火花光源的故障率较高,维护维修成本也随之较高。因此高压火花光源已基本被目前流行的低压高能预火花光源所替代。虽然高压火花光源已停产,但作为直读光谱技术人员对于了解直读光谱光源的发展历史及基本原理,还是有益无害的。 2019.9.30[/color][/b]

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