大功率微波化反裝置監(jiān)控系統(tǒng)設計與實現(xiàn).pdf

1、微波化學是近年來十分活躍的前沿交叉學科，與其配套的微波化學設備，特別是工業(yè)化生產設備的開發(fā)十分落后，為此我們根據(jù)微波化學反應智能型高級設備的要求和實際工業(yè)化生產的需要，開發(fā)了既適用于大規(guī)模化工生產，也適用于實驗室科研的常壓大功率大容量微波化學鍍膜反應裝置。 該反應裝置由菱形微波諧振腔和監(jiān)控系統(tǒng)兩個部分組成。菱形諧振腔的設計保證了微波的均勻輻射。監(jiān)控系統(tǒng)分為化反器監(jiān)控子系統(tǒng)和PC機管理軟件兩個部分。監(jiān)控子系統(tǒng)負責采集微波磁控管輸入

2、功率、腔壁溫度、壓力，并能控制光纖溫度計探頭測試反應釜內化學液體的實際溫度，并將所采集的數(shù)據(jù)通過USB傳送給PC機管理軟件；PC機管理軟件對采集的數(shù)據(jù)處理后，運用PID算法控制微波的輸出功率，并能自動記錄相關信息；監(jiān)控子系統(tǒng)根據(jù)PC機管理軟件的指令通過改變水袋厚度，繼而改變了微波功率透過水流到達反應釜的大小，實現(xiàn)了連續(xù)調節(jié)微波輸出功率的目的并降低了設備成本。 由于需要測控的目標多，考慮到電路的模塊化，本設計將各測控點分布在兩塊電

3、路板上，利用三個單片機組成了混合型網(wǎng)絡多機系統(tǒng)。針對強電磁干擾的工作環(huán)境，在USB、SPI通信協(xié)議的基礎上設計了各自的幀格式和SPI通信控制算法提高了通信的可靠性。利用ProteusISIS軟件的仿真功能，貫穿于硬件電路開發(fā)、調試過程中，提高了工作效率、保證了電路設計的正確性。基于LabVIEW強大的控件支持在短時間內完成了PC機管理軟件的開發(fā)。 最后將系統(tǒng)的各模塊相結合，進行了調試和性能測試。經(jīng)試驗驗證系統(tǒng)運行穩(wěn)定、微波均勻度