CN105651821A - 一种铁精粉品位测试仪 - Google Patents
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Abstract
一种铁精粉品位测试仪。采用新的设计模式和检测信号快速采集等技术，实现了对铁精粉品位的高精度检测；具有良好性能的测试仪，能够快速检测铁精粉品位值，符合选矿设备自动控制的检测品位要求。本发明包括液晶显示模块、状态指示灯模块、按键输入模块、微控制器；其结构要点是：所述微控制器的输出端口分别连接液晶显示模块和状态指示灯模块；所述微控制器的输入端连接有用户按键输入模块，所述微控制器的另一输入端还连接信号调理电路模块，所述信号调理电路模块的输入端连接电感电压转换电路模块，所述电感电压转换电路模块的输入端连接电感线圈传感器。
Description
技术领域
本发明属于铁矿石领域，具体地涉及一种铁精粉品位测试仪。
背景技术
目前，能直接开采并能直接入料的铁矿石资源已十分有限，因为用于直接还原的铁矿石需要具有满足炼铁生产要求的特性，并要求具有较高的品位。2003年后，我国进口铁矿量已超过日本，成为世界第一，自产铁矿石量也连续几年大幅攀高，我国现在既是一个铁矿石生产大国，又是一个铁矿石进口大国。当前，各国在进出口铁矿石贸易检验中对铁矿石品位分析常采用：原子吸收，X荧光等。
随着快速增长的铁矿石贸易形势,铁精粉品位检测分析的重要性受到了越来越多的重视,鉴于我国国情，目前我国铁精粉成分分析标准与国际标准相比，我国标准化学分析多，而国际是仪器分析多。在智能仪器的研制过程当中，获得准确可靠的测量信息十分重要。基于此,采用新的检测技术,选择高性能的嵌入式微控制器,研究开发出基于STM32F103微控制器为主控制器的铁精粉品位测试仪***具有实用价值。
发明内容
本发明针对上述问题，提供一种铁精粉品位测试仪；本发明采用新的设计模式和检测信号快速采集等技术，实现了对铁精粉品位的高精度检测；具有良好性能的测试仪，能够快速检测铁精粉品位值，符合选矿设备自动控制的检测品位要求。
为实现本发明的上述目的，本发明采用如下技术方案。
本发明一种铁精粉品位测试仪，包括液晶显示模块、状态指示灯模块、用户按键输入模块、微控制器；其结构要点是：所述微控制器的输出端口分别连接液晶显示模块和状态指示灯模块；所述微控制器的输入端连接有用户按键输入模块，所述微控制器的另一输入端还连接信号调理电路模块，所述信号调理电路模块的输入端连接电感电压转换电路模块，所述电感电压转换电路模块的输入端连接电感线圈传感器。
作为本发明的一种优选方案，所述微控制器采用STM32F103为主控制器，所述STM32F103片内设置具有高精度的2通道12位D/A转换器外设模块，3个12位模数转换器。
作为本发明的另一种优选方案，所述电感线圈传感器由塑料管容器及电感线圈构成，电感线圈两端与外部被测管道通过法兰盘连接固定。
作为本发明的另一种优选方案，所述液晶显示模块采用128*64LCD显示电路。
本发明的有益效果是。
1、本发明提供一种铁精粉品位测试仪，以实用的以ARMCortex_M3核处理器的STM32F103微控制器的铁精粉品位测试仪。本发明***采用新的设计模式和检测信号快速采集等技术，采用包括电感线圈传感器和电感电压转换电路等，实现了对铁精粉品位的高精度检测；并且给出其测量机理、设计方案、原理框图及软件流程图，并介绍了主要硬件电路；软件设计思想是围绕硬件资源，并且通过软件的方法来实现信号处理。
2、本发明该***运用了先进的微控制器芯片STM32F103及***扩展设备，包括2通道12位D/A转换器模块，设计了出具有良好性能的测试仪，能够快速检测铁精粉品位值，品位值的测量分辨率为0.001，是X莹光等品位分析仪无法比拟的。符合选矿设备自动控制的检测品位要求。
附图说明
图1是本发明一种铁精粉品位测试仪的***总体结构框图。
具体实施方式
如图1所示，为本发明一种铁精粉品位测试仪的***总体结构框图。图中，包括液晶显示模块、状态指示灯模块、按键输入模块、微控制器；其结构要点是：所述微控制器的输出端口分别连接液晶显示模块和状态指示灯模块；所述微控制器的输入端连接有用户按键输入模块，所述微控制器的另一输入端还连接信号调理电路模块，所述信号调理电路模块的输入端连接电感电压转换电路模块，所述电感电压转换电路模块的输入端连接电感线圈传感器。
阐述本发明工作原理及工作过程：本发明包括前向通道的电感/电压转换电路、信号调理电路；人机对话通道的键盘输入电路和128*64LCD显示电路；以及后向通道的D/A控制、产生正弦波的信号发生器电路和主控制器电路。所述STM32F103微控制器为主控制器，其片内设置有高精度的2通道12位D/A转换器外设模块，所述主控制器作为正弦测试信号的发生源。所述电感传感器将铁精粉品位值转换成电感信号，经电感/电压转换电路转换为电压信号，在通过相应的信号调理电路对其进行滤波和放大处理，其后送入主控制器的片内ADC处理模块实现A/D转换。主控制器根据用户按键操作设置的功能运行相应的程序模块，若按键按下时符合设置要求，相应的状态指示灯会亮，微控制器根据预定的算法，计算出铁精粉的品位值，将测量结果进行显示。
本发明所采用的微控制器STM32F103,它是在Cortex_M3处理器核的基础上扩展了高性能的***设备，包括2通道12位D/A转换器，3个12位模数转换器，ADC的转换时间为1μs(多达21个输入通道)。
所述电感线圈传感器由塑料管容器及电感线圈构成，电感线圈两端与外部被测管道通过法兰盘连接固定；电感线圈传感器能把铁精粉品位值转换为相对应的电感信号。当不同配比的样品装入传感器时，其磁导率μ随铁粉品位含量的变化而变化,则线圈的电感量(L=μn2S/l)与铁精粉品位含量成正比。当该传感器为空心线圈的时候，即铁粉品位的含量为0%时,我们称此状态为测试仪铁精粉品位含量的零状态,即n0=0；当传感器线圈容器里充满纯铁粉时，即铁精粉品位的含量为100%时,此状态为测试仪满量程状态。
所述电感电压转换电路模块是把较难测量的物理量电感转变成较容易测量的物理量电压。基于此思想,本发明采用了一种以微控制器为核心的电感测量电路,充分利用了STM32F103微控制器的硬件资源,简洁而高效运行的软件设计思想,实现电感参数的自动转换。克服了传统的外加交流测量法电源波动易引起偏差和文氏电桥纲量法参数调节复杂等问题。该模块电路结构紧凑、操作方便,且转换测量精度高、响应快、测量范围宽。
本发明所述液晶显示模块采用128*64LCD显示电路，该液晶显示铁精粉品位值。为了最大限度的减少测试仪的***功耗，本发明采用了3.3V供电电压的低功耗LCD，其内部控制器采用了ST7920。主控器的PB0-PB7直接和LCM的三态并行数据总线DB0-DB7连接；片选信号CS1、CS2接主控制器PA14、PA15端；3个使能控制端取决于PC0-PC2端。
可以理解的是，以上关于本发明的具体描述，仅用于说明本发明而并非受限于本发明实施例所描述的技术方案，本领域的普通技术人员应当理解，仍然可以对本发明进行修改或等同替换，以达到相同的技术效果；只要满足使用需要，都在本发明的保护范围之内。
Claims (4)
1.一种铁精粉品位测试仪，包括包括液晶显示模块、状态指示灯模块、按键输入模块、微控制器；其特征在于：所述微控制器的输出端口分别连接液晶显示模块和状态指示灯模块；所述微控制器的输入端连接有用户按键输入模块，所述微控制器的另一输入端还连接信号调理电路模块，所述信号调理电路模块的输入端连接电感电压转换电路模块，所述电感电压转换电路模块的输入端连接电感线圈传感器。
2.根据权利要求1所述的一种铁精粉品位测试仪，其特征在于：所述微控制器采用STM32F103为主控制器，所述STM32F103片内设置具有高精度的2通道12位D/A转换器外设模块，3个12位模数转换器。
3.根据权利要求1所述的一种铁精粉品位测试仪，其特征在于：所述电感线圈传感器由塑料管容器及电感线圈构成，电感线圈两端与外部被测管道通过法兰盘连接固定。
4.根据权利要求1所述的一种铁精粉品位测试仪，其特征在于：所述液晶显示模块采用128*64LCD显示电路。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201410634444.0A CN105651821A (zh) | 2014-11-13 | 2014-11-13 | 一种铁精粉品位测试仪 |
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| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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| CN201410634444.0A CN105651821A (zh) | 2014-11-13 | 2014-11-13 | 一种铁精粉品位测试仪 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN105651821A true CN105651821A (zh) | 2016-06-08 |
Family
ID=56483943
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN201410634444.0A Pending CN105651821A (zh) | 2014-11-13 | 2014-11-13 | 一种铁精粉品位测试仪 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN105651821A (zh) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN106645296A (zh) * | 2016-12-27 | 2017-05-10 | 华北理工大学 | 铁矿石品位测量方法和*** |
| CN114636732A (zh) * | 2022-03-07 | 2022-06-17 | 山东大学 | 一种矿粉品位实时检测装置及方法 |
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2014
- 2014-11-13 CN CN201410634444.0A patent/CN105651821A/zh active Pending
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| WD01 | Invention patent application deemed withdrawn after publication |
Application publication date: 20160608 |
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| WD01 | Invention patent application deemed withdrawn after publication |