[实用新型]基于三维ERT技术的搅拌器可视化系统

说明书

技术领域

本实用新型属于搅拌器控制领域，具体地说是一种基于三维ERT技术的搅拌器可视化系统。

背景技术

搅拌器广泛应用于食品、化工、建筑、制药工业等领域中，起到将添加的各种材料搅拌均匀的作用。在搅拌器工作的过程中，需要对搅拌器内的温度、压力等信息进行实时监测，以满足最终的搅拌要求。现有技术中，人们对搅拌过程中信息的获取大都是采用传统测量手段对温度、压力、流量、液位检测等进行测量，只能间接了解搅拌过程，这种测量手段具有误差大、实时度低、不能直接看到搅拌器内部具体情况等缺点，急需有一种新的检测方法对搅拌器的搅拌过程进行有效检测。

近年来，ERT技术作为新兴的过程成像技术，因其具有无辐射、非侵入、响应速度快、成本低廉，以及实时可视等特点在工业过程参数检测领域具有良好的应用前景。因此如何将ERT技术应用到搅拌器内，对搅拌器内的溶液进行精确测量成为现在的研究方向。

实用新型内容

为了解决上述的问题，本实用新型提供了一种基于三维ERT技术的搅拌器可视化系统，能够对搅拌器内的搅拌情况进行实时监测显示，使外部工作人员及时掌握搅拌器内的情况，保证搅拌工作的顺利进行。

为实现上述目的，本实用新型所采用的技术方案如下：

一种基于三维ERT技术的搅拌器可视化系统，包括：

作为控制中心的主控单元；

用于对搅拌器内信息进行采集的敏感电极阵列单元，所述敏感电极阵列单元包括若干个ERT电极构成的电极机构，由主控单元向电流激励单元发出指令，给任意一对电极施加激励电流；

用于接收电极机构采集的信号信息，并将信号信息进行处理的信号处理单元，所述信号处理单元的信号输入端连接电极机构的采集信号输出端，信号处理单元的控制输入端连接主控单元的采集控制输出端；

用于根据采集的各种信号信息进行图像重建与显示的图像重建与显示单元，所述图像重建与显示单元的信号输入端连接信号处理单元的信号输出端，图像重建与显示单元的控制端连接主控单元的显示控制输出端。

作为对本实用新型的限定：所述电极机构包括由ERT电极构成的、沿搅拌器高度方向等间隔设置的至少两层电极层，所述每层电极层包括偶数个ERT电极，所述ERT电极等间隔地绕搅拌器的内壁一周设置。

作为对本实用新型的进一步限定：所述电极层设有四层，每层电极层等间隔地设有16个ERT电极，且相邻两层电极层的上下两个相应的ERT电极之间水平偏移11.25°。

作为对本实用新型的另一种限定：所述主控单元以FPGA芯片为控制核心，内部构造DDS模块，具有DAC接口和ADC接口；

所述电流激励单元包括数模转换电路，其信号输出端通过FPGA芯片的DAC接口连接DDS模块，信号输出端依次通过第一差分放大电路、第一低通滤波电路、电压控制电流源电路后输出正弦电压信号给ERT电极；

所述信号处理单元包括多路选择开关阵列，所述多路选择开关阵列的信号输入端分别连接ERT电极，其信号输出端通过第二差分放大电路后依次连接可编程增益放大电路、第二低通滤波器、相敏解调电路以及模数转换电路后连接FPGA芯片的ADC接口；

所述图像重建与显示单元包括用于对数据预处理的DSP模块、用于图像重建显示的计算机，所述DSP模块的信号输入端连接FPGA芯片的信号输出端，其信号输出端与计算机相连通。

由于采用了以上技术方案，本实用新型可以达到如下的技术效果：

（1）本实用新型采用基于ERT技术的三维电极机构，测量数据更全面、更准确，且设有图像重建与显示单元，令成像更完善，为工作人员提供了更为直观的搅拌器内的信息状况；

（2）本实用新型的主控单元以FPGA芯片为核心，相应的电流激励单元采用在FPGA内部构造DDS模块，其工作时采用先查表，再用泰勒级数对正弦波插值的方法，使输出幅度不再局限于ROM中存储的数据，有效地提高信号源精度；

（3）本实用新型采用通过编写VHDL语言程序对电极阵列实现单层独立工作、四层同时工作模式，简化了DSP的程序设计工作；

（4）本实用新型相邻两层之间的电极间采用错位结构设置，这种结构能最大限度地扩大采样空间范围。

综上可见，本实用新型功能完善，可实现对搅拌器内溶液的实时可视化监测，使人们能够获得安全、可靠、动态的过程参数，并对搅拌器内溶液的品质进行实时监控。

本实用新型适用于各种领域的搅拌器。

附图说明

图1是本实用新型实施例的结构框图；