申请/专利权人：宝鸡宝钛装备科技有限公司

申请日：2024-01-11

公开（公告）日：2024-04-02

公开（公告）号：CN117553571B

主分类号：F27B14/20

分类号：F27B14/20

优先权：

专利状态码：有效-授权

法律状态：2024.04.02#授权;2024.03.01#实质审查的生效;2024.02.13#公开

摘要：本发明涉及电变量调节控制技术领域，更具体地，本发明涉及一种高温合金熔炼波形采集装置，包括弧压采样电路，弧压检测电路与弧压采样电路连接，用于实时跟踪弧压的动态变化，弧压检测电路通过信号调整电路将信号整理成标准信号，作为微处理器的采样输入信号；微处理器包括主机和从机，从机根据弧压阈值电压对弧压的动态变化进行阈值判定，以计算出熔炼过程中对应的熔滴数目及宽度的变化；主机与从机连接，用于输出不同占空比的脉冲信号，并采用低通滤波器产生不同的弧压阈值电压，作为从机中比较器的输入。根据本发明的方案，解决了目前高温合金冶炼时弧长和熔速不易控制且稳定性差的问题。

主权项：1.一种高温合金熔炼波形采集装置，其特征在于，包括：弧压采样电路，其与电极的正极和负极连接，用于实时获取电极正极和负极之间的电压波形；弧压检测电路，其与弧压采样电路连接，用于实时跟踪弧压的动态变化，所述弧压检测电路包括钳位保护电路、串联分压电路和信号调整电路，通过信号调整电路将信号整理成标准信号，作为微处理器的采样输入信号；微处理器，其与所述弧压检测电路连接，包括主机和从机，所述从机通过内部的模数转换器以及比较器，根据弧压阈值电压对弧压的动态变化进行阈值判定，以计算出熔炼过程中对应的熔滴数目及宽度的变化；所述主机与所述从机连接，用于输出不同占空比的脉冲信号，并采用低通滤波器产生不同的弧压阈值电压，作为从机中比较器的输入，所述主机还用于将采集的熔滴数目及宽度的变化传输给PLC，为后级电极杆的控制提供参考数据；所述钳位保护电路包括共模电感、压敏电阻和瞬态抑制管，所述共模电感的第一端与弧压采样电路连接，并且所述共模电感的第一端连接有压敏电阻，所述共模电感的另一端连接有第一电容，所述共模电感的另一端还与瞬态抑制管连接；所述串联分压电路与共模电感的另一端和瞬态抑制管连接，所述瞬态抑制管的一端连接所述串联分压电路的分压点，所述瞬态抑制管的另一端接地，所述弧压检测电路还包括第二电容，所述第二电容并联在瞬态抑制管的两端，所述串联分压电路包括串联连接的第一电阻、第二电阻、第三电阻和第四电阻，所述第三电阻和第四电阻之间的连接点为分压点；所述信号调整电路包括第一滤波放大电路和第二滤波放大电路，所述第一滤波放大电路和第二滤波放大电路的输入端均与所述分压点连接，所述第一滤波放大电路和第二滤波放大电路的输出端均与从机连接；所述第一滤波放大电路和第二滤波放大电路均包括运算放大器和滤波电路，所述运算放大器的正向输入端与所述分压点连接，所述运算放大器的输出端通过反馈电阻与所述运算放大器的反向输入端连接，所述运算放大器的输出端还与滤波电路连接；所述滤波电路包括输出电阻、滤波电容、第一二极管和第二二极管，所述第一二极管和第二二极管串联，并且所述第一二极管的负极与电源连接，所述第二二极管的正极接地，所述输出电阻和滤波电容串联，并且输出电阻和滤波电容的连接点与第一二极管和第二二极管的串联连接点连接，所述运算放大器的输出端通过输出电阻与第一二极管和第二二极管的串联连接点连接；还包括偏置电压调节电路，偏置电压调节电路包括偏置调节电路和电压跟踪电路，偏置调节电路用于产生偏置调节电压，电压跟踪电路包括两级放大电路，偏置调节电路输出的偏置调节电压输送至第一级放大器的正向输入端，第一级放大器的输出电压跟随信号至第二级放大器，第二级放大器对第一级放大器输出的电压跟随信号进行放大，并输出跟踪电压；跟踪电压经反馈调节电阻输送至第一级放大器的反向输入端，第一级放大器对偏置调节电压和跟踪电压进行跟随放大，以输出电压跟随信号给第二级放大器，第二级放大器的输出端与运算放大器的反向输入端或运算放大器的正向输入端连接，从而实现电压偏置调节；第二级放大器的输出端的稳态电压为： 其中，Vos表示偏置调节电压，∆V表示跟踪误差电压，δ表示电压跟踪电路的整体性能参数，α表示第一级放大器的噪声系数，G1表示第一级放大器的直流增益，β表示第二级放大器的噪声系数，G2表示第二级放大器的直流增益。

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