结构及原理

关键词： 设计

结构及原理（精选十篇）

结构及原理 篇1

一、结构优化设计概念

一个结构的设计通常有很多种可能方案, 传统的结构设计方法是根据设计要求和同类型结构的已有经验, 加上设计者的判断, 假定一个初步设计方案, 随后用力学理论对给定的设计方案进行分析、校核。这种方法所得的最终方案实际上是受设计者的经验和判断力影响较大的较优方案。因此, 传统的结构设计实际上指的是结构分析, 其过程可简述为“假设一分析一校核一重新设计”[1]。

结构优化设计是相对于传统的结构设计而言的。结构优化设计与传统的结构设计采用的是相同的基本理论, 使用的是同样的计算公式, 遵守的是同样的设计规范、规程和构造规定, 因而与传统结构设计具有同样的安全度[2]。结构优化设计则把力学概念和优化技术有机地结合起来, 根据设计要求, 使所有参与计算的结构的参数都以变量的形式出现, 形成全部可能的结构方案域, 利用数学手段, 按设计者规定的要求, 从域中选出一个可行且最好的设计方案。可以说结构分析方法、电子计算机和优化算法是进行结构优化设计的三个重要条件。结构的优化设计, 其过程可简述为“假设一分析一搜索一最优设计”[3]。

二、结构优化设计算法

结构优化技术产生于20 世纪60 年代, 是伴随着运筹学、数学规划法及计算机等多学科的不断发展而发展的。结构优化技术付诸实践, 除了建立一个可靠的优化模型, 还需要选择快的收敛速度和计算不是很复杂的优化算法。

在实际工程优化问题中, 约束条件和目标函数不仅是非线性主要, 隐函数, 所以优化算法的选择是至关重要的, 根据具体工程实际问题使用适当的优化方法, 不仅可以提高优化效率, 优化是决定成功的关键。按优化算法的理论基础划分, 大致可以归纳为三类:最优准则法、数学规划法和仿生学方法[4]。

三、结构优化应用及发展趋势

结构优化设计可以分为不同的级别根据设计变量的类型:在一个给定的结构类型、材料、布局的拓扑和几何形状的情况下, 优化组成组件的断面尺寸, 使光或最经济结构, 通常被称为尺寸优化, 在结构优化设计的最低水平。改变结构的几何参数, 如改变桁架和框架节点的位置或连续边界形状, 优化和提升到一个更高的水平, 结构形状优化;如果进一步桁架节点耦合关系或布局优化的连续体结构优化来达到一个更高的水平, 拓扑优化。

(一) 尺寸优化

尺寸优化中的设计变量一般为杆的横截面积、惯性矩、板的厚度, 或是复合材料的分层厚度和材料方向角度, 使用有限元结构位移和应力时, 尺寸优化过程不需要重新划分网格结构, 可以直接用于敏感性分析和适当的数学规划方法可以完成尺寸优化。对于某些几何, 如固定节点位置和单元连接桁架结构, 有限元分析在杆的截面特征变化需要重复;连续性结构的板或外壳, 是每个单元厚度作为设计变量, 优化结果是阶梯形分布的板厚度或壳厚度。

(二) 形状优化

待求设计变量的控制微分方程的定义研究问题领域, 是一个移动边界的问题, 这是结构形状优化的主要特征。确定结构的边界形状如双曲拱坝形状在水工建筑物设计中, 其目的是满足需求的前提下寻求材料最省大坝的形状;确定内部几何, 形状优化设计相对尺寸优化设计, 研究起步较晚, 已取得的研究成果较少。主要有两方面的原因:一是形状优化必然导致分析模型变化, 因而需不断重生成有限元网格并进行自适应分析, 工作量较大。二是形状优化过程中, 元素刚度矩阵、结构形式和设计变量之间的非线性关系, 使得形状优化的灵敏度分析计算比尺寸优化, 难度很大。用自然设计变量作为优化参数的形状优化方法[5], 添加控制点的虚拟结构的荷载作为设计变量, 网格节点位移响应的虚拟负载和相应的线性关系, 和位移相应的节点坐标构成新的有限元网格, 然后确定了新的虚拟负载通过灵敏度分析。

(三) 拓扑优化

在形状优化过程中, 初始的结构和最终的结构是同一拓扑结构。如原来有2 孔板优化后, 改变孔的边界形状, 孔数没有增加或减少。事实上, 也可以满足设计约束, 打开的孔的数量变化比开形状的变化降低板的重量更有效, 这是拓扑优化研究的目的。所以, 在设计区域要自动产生开孔是很困难的。

(四) 布局优化

到目前为止, 对于布局优化还没有行之有效的解决方法。控制微分方程的定义问题的领域, 是一个移动边界的问题, 这是结构形状优化的主要特征。确定结构的边界形状如双曲拱坝形状在水工建筑物设计中, 其目的是满足要求的前提下寻求材料坝的形状;确定内部几何, 如内部孔隙结构尺寸和形状的选择, 我们的目标是减少应力集中, 改善应力分布[6]。目前, 利用全局随机搜索类算法能够克服传统优化算法在求解拓扑布局优化时的困难, 是极具活力的研究方向。

四、结论和展望

1) 尺寸优化的结构优化设计是相对完美, 逐渐成熟, 形状优化和拓扑优化仍处于理论探索阶段。2) 是至关重要的优化数学模型, 但是在实际工程需要考虑更多细节, 优化问题和复杂的结构分析和数值方法优化初始不必包罗万象, 抓住主要矛盾, 建立一个数学模型是合理和实用的。3) 任何优化问题可以被抽象为一个线性或非线性、连续或不连续的设计变量的数学规划问题, 优化算法的选择是非常重要的。需要根据具体的优化问题的特点, 建立一个有效的解决方案的策略和优化算法, 即使对一些现有算法需要改进, 重组, 或推出一个新的有效的优化算法。4) 以结构动态响应为约束的动力优化设计具有十分现实的工程背景, 它将成为今后广为关注的一个前沿性课题。

摘要：笔者阐述了结构优化设计理论基本概念, 优化设计算法, 说明了结构优化设计从最初的截面优化发展到形状优化、拓扑优化的基本历程及其相关特点, 对优化设计选用的各种算法进行归类, 并简述结构优化设计的发展趋势。

关键词：尺寸优化,形状优化,拓扑优化,优化算法

参考文献

[1]蔡新等.工程结构优化设计[M].北京:中园水利水电出版社, 2003.

[2]江爱川.结构优化设计[M].北京:清华大学出版社, 1986.

[3]许秋艳.斜拉立体桁架结构优化设计[D].西安:西安建筑科技大学, 2008.

[4]汪树玉, 刘国华, 包志仁.结构优化设计的现状与进展[J].基建优化, 1999.

[5]Belegundu A D.RAJAN S D.A shape optimization approach based on natural design variables and shape functions 1988.

曲柄冲床的结构及工作原理 篇2

曲柄冲床的结构及工作原理

曲柄压力机是机械式压力机的一种，也可以称为曲柄冲床。它的工作原理是曲柄滑块机构。现通过国产JB23-63型曲柄冲床来说明它的工作原理及结构。

1,工作原理和结构组成

图2-1为其外形图,图2-2为运动简图。

其工作原理如下:电动机

1通过三角皮带把运动传给大皮带轮

2,再经过小齿轮

3、大齿轮

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4传给离合器

5(离合器5控制曲轴与齿轮4运动的开与合),离合器5把运动传给曲轴。

6连杆上端装在曲轴上,下端与滑块

7连接,把曲轴的旋转运动变为滑块的直线往复运动。模具的上模装在滑块上,下模装在工作台上,因此,当材料放在上下模之间时,即能进行冲裁及其他冲压成形 工艺。由于生产工艺的需要,滑块有时运动,有时停止,所以除离合器外,在曲轴末端还装有制动器,压力机在整个工作周期内进行工艺操作的时间很短,也就是 说,有负荷的工作时间很短,大部分时间为无负荷的空闲时间。为了使电动机的负荷均匀,有效地利用能量,装有飞轮。大皮带轮2即起飞轮作用。

从上述的工作原理可看出,曲柄压力机由以下几个部分组成:

(1)工作机构:由曲轴、连杆、滑块等零件组成的曲柄滑块机构。

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(2)传动系统:包括齿轮传动、皮带传动等机构。

(3)操作系统:如离合器、制动器。

(4)能源系统:如电动机、飞轮。.(5)支承部件:如机身。

2.曲柄滑块上的常用结构

(1)模高度调节装置

为了适应不同闭合高度的模具安装,在压力机曲柄滑块中,有调节压力机装模高度的装置。如图2-3所示为压力机曲柄滑块机构图。在调节时,先松开顶丝15, 再松开锁紧螺钉10,然后旋转调节螺杆6,使连接螺杆长度伸长或缩短,从而使装模高度减少或增加。当模具安装调试好以后,应先后锁紧螺钉10和顶丝15, 防止连杆回松。对于大、中型压力机,则由一个单独的电动机通过齿轮或蜗轮机构旋转调节螺杆。

(2)顶件装置

压力机一般在滑块部件上设置顶件装置,供上模顶料用。顶件装置有刚性和气动两种,下面仅介绍刚性顶件装置。

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如图2-4所示,顶件装置由一根穿过滑块的打料横杆4及固定于机身上的挡头螺钉3等组成。当滑块下行冲压时,由于工件的作用,通过上模的顶杆7使打料横杆 在滑块中升起。当滑块回程上行接近上止点时,打料横杆两端被机身的挡头螺钉挡住,滑块继续上升,打料横杆便相对于滑块向下移动,推动上模中的顶杆将工件顶 出。

打料横杆的最大工作行程为H-h(见图2-4),如果过早与挡头螺钉相碰,就会发生设备事故。所以,在更换模具、调节压力机装模高度时,必须相应地调节挡头螺钉位置。特别注意,调节挡头螺钉时,应使滑块处于上止点。

刚性顶件装置结构简单,动作可靠,应用广泛。但是顶料力及顶料位置不能任意调节。

立干式气柜的结构特征及使用原理 篇3

[关键词]气柜；橡胶模；操作；储运

1.性能特征

该型橡胶膜型干式气柜的外部不动壳体包括侧板、底板、顶板等，内部移动体包括活塞、T挡板及连接侧板与T挡板的外橡胶膜和T挡板与活塞挡板的内橡胶膜构成。

2.气柜的组织结构

（1）侧板；（2）立柱；（3）底板；（4）柜顶；（5）活塞；（6）T挡板；（7）T挡板支架；（8）活塞调平装置；（9）燃气自动/手动放散装置；（10）橡胶膜的性能及其密封与导向；（11）容量指示器。

3.橡胶膜运行简介

当气柜处于停气状态时，此时的橡胶膜不受压，呈自然下垂状态，当柜内充入瓦斯气，瓦斯气的压力就会施加于橡胶膜上，对于内橡胶膜来说，就会压向活塞挡板的外侧，由于活塞挡板的外径小于内橡胶膜在自然状态下的筒径，橡胶膜必然呈折皱状态。于是在活塞挡板的外侧贴有波纹板来吸纳。随着瓦斯气的储容量增加，活塞将上升，贴附于活塞挡板外侧的内橡胶膜会部分地转向T挡板的内侧，由于T挡板的内径大于内橡胶膜在自然状态下的筒径，橡胶膜必然呈拉伸后的平滑状态，于是在T挡板的内侧有光滑的内侧护板来承接。活塞挡板继续上升到将要顶起T挡板时的状态,此时的T挡板处于着陆状态。此前的气柜内气体压力维持在下限水平。此后T挡板与活塞挡板一起上升，随着T挡板上升，柜内气体压力维持在上限水平。外橡胶膜不断地由T挡板外侧移向侧板内壁，当T挡板升至100%的高位时（活塞挡板的行程亦达100%）。活塞行程达100%后，若再上升就会触及燃气自动放散装置放散阀的开启顶杆进行柜内气体的自动放散，若活塞回落，则按相反程序运行。活塞行程的10%以下及90%以上，均属非安全运行区，设计上均有柜位安保联锁措施,操作运行区应避开非安全区运行。

如果在设计时对橡胶膜的高度能设计的准确，即设计的橡胶膜松紧适度，则不会出现类似的情况。因为橡胶膜的移动间隙上方拱形段每米（圆周方向）的抬升力约为100公斤力，此力促使橡胶膜在高度方向上突出段过渡到平滑段。橡胶膜的移动和载体间既不发生摩擦也不发生滑动，这是该型气柜的运行特征。

4.气柜操作要领

4.1在运转开始前的检查

⑴确认气柜、瓦斯气出、入口配管和附件的外观无异常发现。

⑵确认气柜内的水平、密封间隙等无异常。

⑶确认壳体人孔、活塞人孔完全封闭。

⑷内部检查之后，确认全部检修门完全关闭（如果没有关闭，密封膜会露出来造成损伤）。

⑸确认柜顶通风孔关闭。屋顶通风孔只在气柜内部检查且天空无雨时才为采光而打开。通常由于防止雨水进入气柜内部而关闭。

⑹确认各调平配重的贯通没有障碍。

⑺确认高度发信器处于0点位置。

⑻确认调平钢绳无异常（从滑轮滑出、断线等）。

⑼各轴承给油或给脂是否充分。

⑽确认各放散阀是否关闭。

⑾确认瓦斯气吹扫用N2管道上切断阀是否关闭。

4.2空气、氮气吹扫

因为制作安装结束、检查完了的气柜中，由于在柜内的死空间存在着一些空气，所以在气柜通过瓦斯气之前首先要吹扫这部分死空气。

①打开气柜本体的放散阀，使气柜内部压力为0，然后关闭。

②根据氮气管网的供气能力，送入适当的吹扫用的氮气。此时送入的氮气量使活塞上升2～3m，并且压力为燃气柜的设定压力。在此状态下放置适当的时间，使吹扫氮气与空气扩散混合。

③手动地打开燃气柜的放散阀，慢慢地放出上述的混合气体，这样，吹扫氮气从下部送入，从上部放出就起到了对空气的置换作用。

④重复若干次4.2.2、4.2.3项，反复送入和放出吹扫氮气至检测混合气体氧含量降至安全浓度。

⑤氮气吹扫合格后，关闭氮气阀，送入适当的吹扫用的瓦斯气。此时送入的瓦斯气量使活塞上升2～3m，并且压力为燃气柜的设定压力。在此状态下放置适当的时间，使吹扫瓦斯气与氮气扩散混合。

⑥手动地打开燃气柜的放散阀，慢慢地放出上述的混合气体，这样，吹扫瓦斯气从下部送入，从上部放出就起到了对氮气的置换作用。

⑦重复若干次4.2.5、4.2.6项，反复送入和放出吹扫瓦斯气，从瓦斯气放散阀取样口取样，做爆破试验合格或气体检测合格后，终止吹扫。

4.3气柜充瓦斯气

①空气、氮气吹扫结束后就可以正式往柜内充瓦斯气。

②活塞稍微开始浮动后，就可缓慢地送入瓦斯气，然后以规定的活塞速度（约1m/分）送入瓦斯气。

③送入瓦斯气时，一定要一开始就把T挡板升到最高位置，即送入瓦斯气达到满量。这样做是为了避免使密封膜陷入不正确的状态。如果只一次就使密封膜上升到最高位置，密封膜就能处于正常位置上，以后，不管活塞处于何位置，密封膜都能正常地工作。

4.4气柜的停运

①现将活塞降至低位，然后关断气柜的进、出口阀门并在瓦斯气进、出口阀门与气柜间加设盲板阀切断气柜与外部管网的通路。

②打开柜顶放散阀，将柜内残留瓦斯气放出。

③打开置换氮气阀，充入置换氮气，执行用氮气置换瓦斯气的作业，执行4.2.5、4.2.6项的反向操作。从瓦斯气放散阀取样口取样，待爆破试验合格或气体检测合格后，终止用氮气置换的作业。

④接入检修风机，往柜内送入空气，执行用空气吹扫氮气的作业，执行4.2.2、4.2.3项的反向操作。至检测混合气体氧含量等检测合格后。终止用空气置换的作业。

⑤送入空气使活塞上升并将T挡板顶升约2～3m，检修人员由侧板门进入转至活塞混凝土挡墙处，利用环链手拉葫芦将活塞周边支柱插入活塞混凝土挡墙的套管内并将活塞支柱的法兰盖与套管法兰用螺栓紧固。执行该操作最好2人一组在活塞的对称位置同时操作，并有专人监视风机的运转和活塞位置（因为活塞处于高位，亦可根据情况停运风机）。待全部活塞周边支柱安好后，检修人员撤出，并关好侧板门（进入后亦应随机关门）。

⑥在风机停运的情况下，利用气柜下部的手搖卷扬机，打开柜顶放散阀，放散柜内空气，使活塞降下，在活塞着陆前活塞下降速度应控制在0.5m/分以下，便与活塞缓着陆。待活塞着陆后，会在活塞板与底板间形成1.2～1.4m的检修空间。

⑦待气柜检修作业完了时，需利用风机再一次将活塞升起执行与4.4.5项的反向操作，将活塞周边支柱抽出，将套管的法兰盖封好，将周边支柱放在专用搁架上，待全部支柱抽出后且后续作业完成后，检修人员即可撤出气柜，并关好侧板门。

⑧利用风机将T挡板升至100%的位置。停运风机，降下活塞，使活塞缓着陆，准备气柜的下一次启运。（为了下一次橡胶膜的顺利运行，将T挡板升至上限后再下落，尽管费事，但是是必须的）。气柜处于停运状态时，应该打开放散阀使活塞板上、下压力均衡，以免由于受到环境温度的影响使活塞板下产生负压而招致活塞板发生瘪塌事故。

数字胃肠机结构、原理及故障分析 篇4

1 数字胃肠机的结构与原理

GE PS800数字胃肠机主要由高压发生器、球管、影像增强器、电动检查床、曝光控制台和数字处理工作站构成。高压发生器、球管、影像增强器、电动检查床等部分与模拟胃肠机相似[3]。数字处理工作站则利用数据采集卡采集CCD摄像头的电信号, 进行模数转换后, 对采集到的图像数据进行处理和重建, 产生实时病灶图像。数字图像存储后, 还可根据需要, 对特殊部位的图像进行后处理, 使检查图像更为清晰。检查结束后, 可将图像通过网络以DICOM格式发送至PACS服务器和激光相机, 进行归档和打印。该机曝光控制台较为特殊, 是一台带触摸屏的紧凑型计算机。操作者通过触摸屏设置参数, 控制台利用2路串行接口, 分别与高压发生器和数字处理工作站通讯, 控制X线系统的曝光条件和数字处理工作站的数字捕获和图像存储。控制台后备键盘、鼠标接口, 用于系统软件安装和故障诊断操作。

2 常见故障分析

2.1 图像传输和网络打印不稳定

2.1.1 故障现象

向PACS服务器传送图像和进行网络打印时需要等待较长时间, 经常出现超时错误, 需要重传。

2.1.2 故障分析

以上故障现象很可能由网络通讯异常引起, 首先应检查网络连接状态。网络通讯硬件包括数字处理工作站的网卡和网卡与PACS系统交换机之间的网线, 具体检查步骤如下:

(1) 在数字处理工作站退出应用程序, 以管理员模式重新登陆, 打开网络属性, 在传送图像或网络打印时观察网络传输速度, 发现网路传输速度很慢, 每秒仅为几百字节。

(2) 关闭应用程序, 在Windows界面下点击“开始”, 在运行窗口键入CMD指令, 进入命令行状态。输入ping (PACS服务器IP) -t, 循环检测网络物理连接状态, 发现有数据包丢失现象。由以上现象, 可初步判定网络物理连接出现问题。

(3) 制作1根长网线, 将数字处理工作站网卡与邻近房间网络接口相连, 重复测试, 仍出现以上现象, 可排除网线连接的问题。根据以上测试, 可以判定故障是由数字处理工作站上的网卡性能不佳引起。

2.1.3 故障排除

由于该网卡集成在数字工作站的主板上, 若请GE公司维修, 需要更换整个工作站, 价格极其昂贵。经分析, 解决以上问题, 可采用如下方法:

(1) 在管理员模式下点击网路属性, 进入Internet协议界面, 记录网卡的IP地址、子网掩码和默认网关设置值。

(2) 重启工作站, 按del键进入主板BIOS设置, 在Integrated Peripherals菜单下将Onchip LAN Controller项设为Disabled, 屏蔽主板上的集成网卡。

(3) 关机后, 打开机箱, 将购置的D-Link千兆网卡插入PCI扩展槽, 启动计算机, 并以管理员模式登陆。

(4) 安装新网卡驱动程序, 网卡工作正常后, 进入Internet协议界面, 按原网卡IP地址、子网掩码和默认网关设置值重设新网卡并保存设置值。

(5) 在命令行状态下运行ping指令, 检查传输速度以及是否有数据包丢失, 若无异常, 说明新网卡工作正常。

(6) 重新启动计算机, 以用户身份登录, 运行应用程序, 分别传送图像至PACS服务器和激光相机, 传送成功, 速度正常, 故障排除。

2.2 曝光控制台触摸屏故障

2.2.1 故障现象

曝光控制台启动正常, 但按压触摸屏时无响应, 无法进入检查模式, 无法进行胃肠检查。

2.2.2 故障分析

如前所述, 曝光控制台为一台高度集成的工业级计算机, 分别控制高压发生器的参数设定和数字处理工作站的图像采集与存储。出现该故障的原因可能是由于触摸屏控制软件异常或触摸屏本身的硬件电路故障。

由于触摸屏控制软件安装时自动进入触摸屏校正程序, 可先重装软件, 排除软件故障。具体步骤如下:

(1) 将Touch Panel光盘放入控制台光驱, 在控制台后备接口接上键盘, 重启控制台, 并将BIOS中启动顺序更改为光驱优先。

(2) 按屏幕提示步骤安装软件, 软件安装完成后, 系统自动进入触摸屏十字校准画面。根据系统提示, 按相应闪烁十字标志, 触摸屏在规定的时间内无响应, 系统自动进入环形校准画面。

(3) 在环形校准画面中, 有4个环形标志, 屏幕下方显示触摸屏响应状态。按住环形标志, 观察触摸屏响应状态, 可见触摸屏响应时有时无, 始终无法通过校准程序。由此可知, 触摸屏控制软件工作正常, 该故障现象应由触摸屏硬件电路故障引起。

拆开控制台, 将触摸屏与液晶显示屏及计算机分离。该触摸屏为无线触摸屏, 可通过测量线间电阻和输出状态, 判断触摸屏好坏, 检测步骤如下:

(1) 用手按压触摸屏的不同点, 测量触摸屏线间的电阻值, 阻值发生变化, 说明触摸屏膜电路没问题。

(2) 将触摸屏架起, 连接触摸屏控制板电源及通讯线, 给控制台加电, 用示波器观察触摸屏控制板各管脚状态。触摸屏未被按压时, 触摸屏各连线电压均为+5 V;一旦被按压, 检测电路输出方波, 进入检测状态, 并将测量值经模拟开关送入专用处理芯片, 确定按压位置。此时, 根据液晶屏显示功能键, 在触摸屏上找到对应位置, 按压触摸屏, 控制台有响应, 可进入相应状态, 说明触摸屏功能正常。

(3) 重新将触摸屏与液晶显示屏固定, 再次开机, 触摸屏又无响应。用示波器观察触摸屏相应输入端波形, 发现此时检测方波上叠加了一个尖峰干扰。长时间按压触摸屏, 因干扰存在, 控制台程序也不会产生响应。查阅触摸屏相关资料, 此干扰信号通常由液晶显示屏高压部分产生, 其导致触摸屏检测电路无法正确识别, 因此设法将此干扰滤除, 触摸屏即可恢复正常工作。

2.2.3 故障排除

沿着触摸屏连线, 在触摸屏控制板上找到相应连接点及检测电路的输入端, 更换检测回路上的滤波电容。用示波器再次观察检测波形, 尖峰干扰基本消失。此时, 按压触摸屏, 控制台相应状态能及时切换, 数字胃肠机恢复正常。

参考文献

[1]郭文伟, 马洪宇, 朱红赤, 等.数字胃肠机在消化道造影中的应用价值分析[J].中外医疗, 2008 (24) :153.

[2]吴德红, 杨松, 蔡克涛, 等.数字成像在早期食管癌诊断中的应用[J].实用医学杂志, 2007, 23 (17) :2694-2695.

电容器的工作原理及结构 篇5

电容

diànróng

1.[capacitance；electric capacity]：电容是表征电容器容纳电荷的本领的物理量，非导电体的下述性质:当非导电体的两个相对表面保持某一电位差时（如在电容器中），由于电荷移动的结果，能量便贮存在该非导电体之中

2.[capacitor；condenser]：电容器的俗称

[编辑本段]概述

定义：

电容（或称电容量[4]）是表征电容器容纳电荷的本领的物理量。我们把电容器的两极板间的电势差增加1伏所需的电量，叫做电容器的电容。电容从物理学上讲，它是一种静态电荷存储介质（就像一只水桶一样，你可以把电荷充存进去，在没有放电回路的情况下，刨除介质漏电自放电效应/电解电容比较明显，可能电荷会永久存在，这是它的特征），它的用途较广，它是电子、电力领域中不可缺少的电子元件。主要用于电源滤波、信号滤波、信号耦合、谐振、隔直流等电路中。

电容的符号是C。

在国际单位制里，电容的单位是法拉，简称法，符号是F,常用的电容单位有毫法(mF)、微法(μF)、纳法(nF)和皮法(pF)(皮法又称微微法)等，换算关系是：

1法拉(F)= 1000毫法(mF)＝1000000微法(μF)

1微法(μF)= 1000纳法(nF)= 1000000皮法(pF)。

相关公式：

一个电容器，如果带1库的电量时两级间的电势差是1伏，这个电容器的电容就是1法，即：C=Q/U 但电容的大小不是由Q或U决定的，即：C=εS/4πkd。其中，ε是一个常数，S为电容极板的正对面积，d为电容极板的距离，k则是静电力常量。常见的平行板电容器,电容为C=εS/d.（ε为极板间介质的介电常数，S为极板面积，d为极板间的距离。）

电容器的电势能计算公式：E=CU^2/2=QU/2

多电容器并联计算公式：C=C1+C2+C3+„+Cn

多电容器串联计算公式：1/C=1/C1+1/C2+„+1/Cn

多电容器并联相加 串联 C=(C1*C2*C3)/(C1+C2+C3)

[编辑本段]电容器的型号命名方法

国产电容器的型号一般由四部分组成（不适用于压敏、可变、真空电容器）。依次分别代表名称、材料、分类和序号。

第一部分：名称，用字母表示，电容器用C。

第二部分：材料，用字母表示。

第三部分：分类，一般用数字表示，个别用字母表示。

第四部分：序号，用数字表示。

用字母表示产品的材料：A-钽电解、B-聚苯乙烯等非极性薄膜、C-高频陶瓷、D-铝电解、E-其它材料电解、G-合金电解、H-复合介质、I-玻璃釉、J-金属化纸、L-涤纶等极性有机薄膜、N-铌电解、O-玻璃膜、Q-漆膜、T-低频陶瓷、V-云母纸、Y-云母、Z-纸介

[编辑本段]电容功能分类介绍

名称：聚酯（涤纶）电容（CL）

符号：

电容量：40p--4μ

额定电压：63--630V

主要特点：小体积，大容量，耐热耐湿，稳定性差

应用：对稳定性和损耗要求不高的低频电路

名称：聚苯乙烯电容（CB）

符号：

电容量：10p--1μ

额定电压：100V--30KV

主要特点：稳定，低损耗，体积较大

应用：对稳定性和损耗要求较高的电路

名称：聚丙烯电容（CBB）

符号：

电容量：1000p--10μ

额定电压：63--2000V

主要特点：性能与聚苯相似但体积小，稳定性略差

应用：代替大部分聚苯或云母电容，用于要求较高的电路

名称：云母电容（CY）

符号：

电容量：10p--0.1μ

额定电压：100V--7kV

主要特点：高稳定性，高可靠性，温度系数小

应用：高频振荡，脉冲等要求较高的电路

名称：高频瓷介电容（CC）

符号：

电容量：1--6800p

额定电压：63--500V

主要特点：高频损耗小，稳定性好

应用：高频电路

名称：低频瓷介电容（CT）

符号：

电容量：10p--4.7μ

额定电压：50V--100V

主要特点：体积小，价廉，损耗大，稳定性差

应用：要求不高的低频电路

名称：玻璃釉电容（CI）

符号： 电容量：10p--0.1μ 额定电压：63--400V 主要特点：稳定性较好，损耗小，耐高温（200度）

应用：脉冲、耦合、旁路等电路

名称：铝电解电容(CD)

符号：

电容量：0.47--10000μ

额定电压：6.3--450V

主要特点：体积小，容量大，损耗大，漏电大

应用：电源滤波，低频耦合，去耦，旁路等

名称：钽电解电容（CA）铌电解电容（CN）

符号：

电容量：0.1--1000μ

额定电压：6.3--125V

主要特点：损耗、漏电小于铝电解电容

应用：在要求高的电路中代替铝电解电容

名称：空气介质可变电容器

符号：

可变电容量：100--1500p

主要特点：损耗小，效率高；可根据要求制成直线式、直线波长式、直线频率式及对数式等

应用：电子仪器，广播电视设备等

名称：薄膜介质可变电容器

符号：

可变电容量：15--550p

主要特点：体积小，重量轻；损耗比空气介质的大

应用：通讯，广播接收机等

名称：薄膜介质微调电容器

符号：

可变电容量：1--29p

主要特点：损耗较大，体积小

应用：收录机，电子仪器等电路作电路补偿

名称：陶瓷介质微调电容器

符号：

可变电容量：0.3--22p

主要特点：损耗较小，体积较小

应用：精密调谐的高频振荡回路

名称：独石电容

容量范围：0.5PF--1ΜF

耐压：二倍额定电压。

应用范围：广泛应用于电子精密仪器。各种小型电子设备作谐振、耦合、滤波、旁路。

独石电容的特点：电容量大、体积小、可靠性高、电容量稳定，耐高温耐湿性好等。

最大的缺点是温度系数很高，做振荡器的稳漂让人受不了，我们做的一个555振荡器，电容刚好在7805旁边，开机后，用示波器看频率，眼看着就慢慢变化，后来换成涤纶电容就好多了。

就温漂而言：独石为正温糸数+130左右，CBB为负温系数-230，用适当比例并联使用，可使温漂降到很小。就价格而言：钽、铌电容最贵，独石、CBB较便宜，瓷片最低，但有种高频零温漂黑点瓷片稍贵，云母电容Q值较高，也稍贵。

里面说独石又叫多层瓷介电容，分两种类型，1型性能挺好，但容量小，一般小于0。2U，另一种叫II型，容量大，但性能一般。

[编辑本段]电容的应用

很多电子产品中，电容器都是必不可少的电子元器件，它在电子设备中充当整流器的平滑滤波、电源和退耦、交流信号的旁路、交直流电路的交流耦合等。由于电容器的类型和结构种类比较多，因此，使用者不仅需要了解各类电容器的性能指标和一般特性，而且还必须了解在给定用途下各种元件的优缺点、机械或环境的限制条件等。下文介绍电容器的主要参数及应用，可供读者选择电容器种类时用。

1、标称电容量(CR)：电容器产品标出的电容量值。

云母和陶瓷介质电容器的电容量较低(大约在5000pF以下)；纸、塑料和一些陶瓷介质形式的电容量居中(大约在0005μF10μF)；通常电解电容器的容量较大。这是一个粗略的分类法。

2、类别温度范围：电容器设计所确定的能连续工作的环境温度范围，该范围取决于它相应类别的温度极限值，如上限类别温度、下限类别温度、额定温度(可以连续施加额定电压的最高环境温度)等。

3、额定电压(UR)：在下限类别温度和额定温度之间的任一温度下，可以连续施加在电容器上的最大直流电压或最大交流电压的有效值或脉冲电压的峰值。

电容器应用在高压场合时，必须注意电晕的影响。电晕是由于在介质/电极层之间存在空隙而产生的，它除了可

以产生损坏设备的寄生信号外，还会导致电容器介质击穿。在交流或脉动条件下，电晕特别容易发生。对于所有的电容器，在使用中应保证直流电压与交流峰值电压之和不的超过直流电压额定值。

4、损耗角正切(tgδ)：在规定频率的正弦电压下，电容器的损耗功率除以电容器的无功功率。

这里需要解释一下，在实际应用中，电容器并不是一个纯电容，其内部还有等效电阻，它的简化等效电路如下图所示。图中C为电容器的实际电容量，Rs是电容器的串联等效电阻，Rp是介质的绝缘电阻，Ro是介质的吸收等效电阻。对于电子设备来说，要求Rs愈小愈好，也就是说要求损耗功率小，其与电容的功率的夹角δ要小。

这个关系用下式来表达： tgδ=Rs/Xc=2πf×c×Rs 因此，在应用当中应注意选择这个参数，避免自身发热过大，以减少设备的失效性。

5、电容器的温度特性：通常是以20℃基准温度的电容量与有关温度的电容量的百分比表示。

补充：

1、电容在电路中一般用“C”加数字表示（如C13表示编号为13的电容）。电容是由两片金属膜紧靠，中间用绝缘材料隔开而组成的元件。电容的特性主要是隔直流通交流。

电容容量的大小就是表示能贮存电能的大小，电容对交流信号的阻碍作用称为容抗，它与交流信号的频率和电容量有关。

容抗XC=1/2πf c(f表示交流信号的频率，C表示电容容量)电话机中常用电容的种类有电解电容、瓷片电容、贴片电容、独石电容、钽电容和涤纶电容等。

2、识别方法：电容的识别方法与电阻的识别方法基本相同，分直标法、色标法和数标法3种。电容的基本单位用法拉（F）表示，其它单位还有：毫法（mF）、微法（μF）/mju:/、纳法（nF）、皮法（pF）。其中：1法拉=1000毫法（mF），1毫法=1000微法（μF），1微法=1000纳法(nF)，1纳法=1000皮法(pF)

容量大的电容其容量值在电容上直接标明，如10 μF/16V

容量小的电容其容量值在电容上用字母表示或数字表示

字母表示法：1m=1000 μF 1P2=1.2PF 1n=1000PF

数字表示法：三位数字的表示法也称电容量的数码表示法。三位数字的前两位数字为标称容量的有效数宇，第三位数宇表示有效数字后面零的个数，它们的单位都是pF。

如：102表示标称容量为1000pF。

221表示标称容量为220pF。

224表示标称容量为22x10(4)pF。

在这种表示法中有一个特殊情况，就是当第三位数字用“9”表示时，是用有效数宇乘上10-1来表示容量大小。如:229表示标称容量为22x(10-1)pF=2.2pF。

允许误差 ±1% ±2% ±5% ±10% ±15% ±20%

如：一瓷片电容为104J表示容量为0.1 μF、误差为±5%。

6使用寿命：电容器的使用寿命随温度的增加而减小。主要原因是温度加速化学反应而使介质随时间退化。7绝缘电阻：由于温升引起电子活动增加，因此温度升高将使绝缘电阻降低。

电容器包括固定电容器和可变电容器两大类，其中固定电容器又可根据所使用的介质材料分为云母电容器、陶瓷电容器、纸/塑料薄膜电容器、电解电容器和玻璃釉电容器等；可变电容器也可以是玻璃、空气或陶瓷介质结构。以下附表列出了常见电容器的字母符号。

电容分类： １、电解电容２、固态电容 ３、陶瓷电容

４、钽电解电容

5、云母电容

6、玻璃釉电容

7、聚苯乙烯电容

8、玻璃膜电容

9、合金电解电容

10、绦纶电容

11、聚丙烯电容

12、泥电解

13、有极性有机薄膜电容

14、铝电解电容

6.电容的基本特性

通交流，隔直流：通高频，阻低频。

[编辑本段]电容一般的选用

低频中使用的范围较宽，如可以使用高频特性比较差的；但是在高频电路中就有了很大的限制了，一旦选择不当会影响电路的整体工作状态；

一般的电源里用的有电解电容、和瓷片电容、但是在高频中就要使用云母等价格较贵的电容，就不可以使用绦纶的电容，和电解的电容，因为它们在高频情况下会形成电感，以致影响电路的工作精度。

[编辑本段]电容器标称电容值

E24 E12 E6 E24 E12 E6

1.0 1.0 1.0 3.3 3.3 3.3 1.1 3.61.2 1.2 3.9 3.91.3 4.31.6 5.11.8 1.8 5.6 5.62.0 6.22.2 2.2 2.2 6.8 6.8 6.81.5 1.5 1.5 4.7 4.7 4.7

2.4 7.5

2.7 2.7 8.2 8.2

3.0 9.1

注：用表中数值再乘以10n来表示电容器标称电容量，n为正或负整数。

主要参数的意义：标称容量以及允许偏差：目前我国采用的固定式标称容量系列是：E24，E12,E6系列。他们分别使用的允许偏差是+-5% +-10% +-20%。

[编辑本段]电容器主要特性参数

1、标称电容量和允许偏差

标称电容量是标志在电容器上的电容量。

电容器实际电容量与标称电容量的偏差称误差，在允许的偏差范围称精度。

精度等级与允许误差对应关系：00（01）-±1%、（02）0-±2%、Ⅰ-±5%、Ⅱ-±10%、Ⅲ-±20%、Ⅳ（-+20%-10%）、Ⅴ-（+50%-20%）、Ⅵ-（+50%-30%）

一般电容器常用Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ级，电解电容器用Ⅳ、Ⅴ、Ⅵ级，根据用途选取。

2、额定电压

在最低环境温度和额定环境温度下可连续加在电容器的最高直流电压有效值，一般直接标注在电容器外壳上，如果工作电压超过电容器的耐压，电容器击穿，造成不可修复的永久损坏。

3、绝缘电阻 直流电压加在电容上，并产生漏电电流，两者之比称为绝缘电阻.当电容较小时，主要取决于电容的表面状态，容量〉0.1uf时，主要取决于介质的性能，绝缘电阻越大越好。电容的时间常数：为恰当的评价大容量电容的绝缘情况而引入了时间常数，他等于电容的绝缘电阻与容量的乘积。

4、损耗

电容在电场作用下，在单位时间内因发热所消耗的能量叫做损耗。各类电容都规定了其在某频率范围内的损耗允许值，电容的损耗主要由介质损耗，电导损耗和电容所有金属部分的电阻所引起的。

在直流电场的作用下，电容器的损耗以漏导损耗的形式存在，一般较小，在交变电场的作用下，电容的损耗不仅与漏导有关，而且与周期性的极化建立过程有关。

5、频率特性

随着频率的上升，一般电容器的电容量呈现下降的规律。

[编辑本段]电容的潜在危险及安全性

在电容充电后关闭电源，电容内的电荷仍可能储存很长的一段时间。此电荷足以产生电击，或是破坏相连结的仪器。一个抛弃式相机闪光模组由1.5V AA 干电池充电，看似安全，但其中的电容可能会充电到300V，300V 的电压产生的电击会使人非常疼痛，甚至可能致命。

许多电容的等效串联电阻(ESR)低，因此在短路时会产生大电流。在维修具有大电容的设备之前，需确认电容已经放电完毕。为了安全上的考量，所有大电容在组装前需要放电。若是放在基板上的电容器，可以在电容器旁并联一泄放电阻(bleeder resistor)。在正常使用的，泄放电阻的漏电流小，不会影响其他电路。而在断电时，泄放电阻可提供电容放电的路径。高压的大电容在储存时需将其端子短路，以确保其储存电荷均已放电，因为若在安装电容时,若电容突然放电，产生的电压可能会造成危险。

大型老式的油浸电容器中含有多氯联苯(poly-chlorinated biphenyl)，因此丢弃时需妥善处理，若未妥善处理，多氯联苯会进入地下水中，进而污染饮用水。多氯联苯是致癌物质，微量就会对人体造成影响。若电容器的体积大，其危险性更大，需要格外小心。新的电子零件中已不含多氯联苯。

高电压电容潜在的危险

在高电压和强电流下工作的电容有着超出一般的危险。

高电压电容在超出其标称电压下工作时有可能发生灾难性的损坏。绝缘材料的故障可能会导致在充满油（通常这些油起隔绝空气的作用）的小单元产生电弧致使绝缘液体蒸发，引起电容凸出、破裂甚至爆炸，而爆炸会将易燃的油弄的到处都是、起火、损坏附近的设备。硬包装的圆柱状玻璃或塑料电容比起通常长方体包装的电容更容易炸裂，而后者不容易在高压下裂开。

被用在射频电路中和长期在强电流环境工作的电容会过热，特别是电容中心的卷筒。即使外部环境温度较低，但这些热量不能及时散发出去，集聚在内部可能会迅速导致内部高热从而导致电容损坏。

在高能环境下工作的电容组，如果其中一个出现故障，使电流突然切断，其他电容中储存的能量会涌向出故障的电容，这就即有可能出现猛烈的爆炸。

结构及原理 篇6

【关键词】刮板输送机；液压耦合器；结构；装置

1.刮板输送机的结构

1.1机头部及传动装置

机头部是将电动机的动力传递给刮板链的装置，它主要包括机头架、传动装置、链轮组件、盲轴及电动机等部件。利用机头传动装置驱动的紧链器和链牵引采煤机牵引链的固定装置也安装在机头部。其中，机头架是支撑、安装链轮组件、减速器、过渡槽等部件的框架式焊接构件。为适应左右采煤工作面的需要，机头架两侧对称，可在两侧安装减速器[1]。

传动装置由电动机、联轴器和减速器等部分组成。当采用单速电动机驱动时，电动机与减速器一般用液力耦合器连接；当采用双速电动机驱动时，电动机与减速器一般用弹性联轴器连接。减速器输出轴与链轮的连接有的采用花键连接，有的采用齿轮联轴器连接。链轮组件由链轮和两个半滚筒组成，它带动刮板链移动。盲轴安装在无传动装置一侧的机头、机尾架侧板上，用以支撑链轮组件。

1.2机尾部

综采工作面刮板输送机一般功率较大，多采用机头和机尾双机传动方式。部分端卸式输送机的机头、机尾完全相同，并可以互换安装使用。因为机尾不卸载，不需要卸载高度，所以一般机尾部都比较低。为了减少刮板链对槽帮的磨损，在机尾架上槽两侧装有压链块。由于不在机尾紧链，机尾不设紧链装置。为了使下链带出的煤粉能自动接人上槽，在机尾安设回煤罩。机尾的传动装置都与机头相同。

1.3溜槽及附件

溜槽分为中部槽、调节溜槽和连接溜槽三种类型。中部溜槽是刮板输送机机身的主要部分；调节溜槽一般分为0.5m和lm两种，其作用是当采煤工作面长度有变化或输送机下滑时，可适当地调节输送机的长度和机头、机尾传动部的位置；连接溜槽，又称为过渡溜槽，主要作用是将机头传动部或机尾传动部分别与中部溜槽较好地连接起来”。

溜槽作为整个刮板输送机的机身，除承载货物外，在综采工作面，机身还将是采煤机的导轨，因而要求它有一定的强度和刚度，并具有较好的耐磨性能。

溜槽的附件主要是挡煤板和铲煤板。在溜槽上—般都装有挡煤板，其主要用途是增加溜槽的装煤量，加大刮板输送机的运载能力，防止煤炭溢出溜槽；其次考虑利用它敷设电缆、油管和水管等设施，并对这些设施起保护作用。有些挡煤板还附有采煤机导向管，对采煤机的运行起导向定位作用，防止采煤机掉道。

为了达到采煤机工作的全截深和避免刮板输送机倾斜，就必须在输送机推移时先清除机道上的浮煤，因此在溜槽靠煤壁侧帮上安装有铲煤板。需要特别指出的是，铲煤板只能清除浮煤，不能代替装煤，否则会引起铲煤板飘起、输送机倾斜，因而造成采煤机割不平底板，甚至出现割顶、割前探梁等事故。

1.4刮板链

刮板链是刮板输送机的重要部件，它在工作中拖动刮板沿着溜槽输送货物，要承受较大的静载荷和动载荷，而且在工作过程中还与溜槽发生摩擦，所以，要求刮板链具有较高的耐磨性、韧性和强度[2]。

1.5紧链装置

刮板链过松会发生刮板链堵塞在拨链器内，使链子跳出链轮和发生断链事故，还可能使链子在回空段出现刮板链掉道事故。为了保证刮板链能正常工作，必须通过紧链装置拉紧刮板链使其处于合适的张紧状态。常用的紧链装置有棘轮紧链装置、闸盘式紧链装置等。

1.6防滑及锚固装置

倾斜工作面铺设的刮板输送机，设有可靠的防止输送机下滑的装置，刮板输送机防滑装置主要有以下几种：千斤顶防滑装置、双柱锚固防滑装置、滑移梁锚固防滑装置。

2.液力耦合器的结构及原理

2.1液力耦合器的基本结构

液力耦合器是安装在电动机与负载（减速器）之间、应用液体传递能量的一种传动装置。它的主要元件是泵轮和涡轮，泵轮与电动机轴、外壳连接，涡轮与减速器轴连接。为了达到稳定的工作特性，实际结构上又增加了前、后辅助室。

2.2液力耦合器安全工作原理

当电动机带动泵轮旋转时，装在泵轮内的工作液也随之旋转。由于两个工作轮是在一个封闭的壳体内，因此，作用在液体上的离心力使液体沿径向叶片之间的通道向外流动到外缘后进入涡轮中。由于液体的连续性，在靠近旋转轴线的泵轮内缘，液体从涡轮又流向泵轮，于是工作液体循环地作环流运动，在泵轮中被加速增压后，将机械能转换为液体的动能。当液体将其动能传给涡轮，涡轮则以机械能的形式输出做功[4]。

当输送机负荷过载超过额定转矩的2倍左右时，在离心力作用下，工作腔内的工作液逐渐减少，传递力降低，涡轮的转速迅速降低，大量工作液则储存在辅助室内，电动机处于轻载运转，从而保护电动机不致过载。随着负荷继续增大，最后涡轮停止转动，起到过载保护作用。一旦外负荷减小，工作液逐渐在离心力作用下又进人工作腔，液力耦合器自动恢复正常工作状态。

当液力耦合器长时间过载运转时，由于泵轮与涡轮之间的转速相差较大，腔内的工作液因摩擦加剧而使工作液温度不断升高。当工作液为水时，水的蒸汽压力不断加大，当温度升高到允许极限或压力加大到允许极限时，易熔塞内易熔合金被熔化或易爆塞内的易爆片爆破，工作液即由此孔喷出，使涡轮停止转动，从而保护了整个传动装置。

易熔塞由外壳与易熔化塞两部分组成，这两部分均用黄铜制成，在易熔塞内铸有直径5mm的易熔合金。MT/T205-1995“刮板输送机用液力耦合器”规定：易熔塞易熔合金熔化温度为115±5°C。

易熔合金在液力耦合器上，当水温达到熔化温度后，它与易熔塞相接触的部分首先熔化，在耦合器内压力作用下呈柱状向外喷出，使电动机和其他传动元件得到保护。易熔合金喷出后，维修电钳工只需用螺丝刀将空心易熔塞拆出，重新更换新品即可。

易爆室由易爆塞座、压紧螺塞、爆破孔板、密封垫和爆破片等零件组成。当耦合器内压力达到（1.4：0.2）MPa时，爆破片破裂，水液喷出，电动机及传动元件得到保护。因此，维修电钳工必须携带备用易爆塞，以便更换。易爆塞应由指定的专门厂家生产，不得自行制作[5]。 [科]

【参考文献】

[1]于学谦.矿山运输机械[M].北京：煤炭工业出版社，1994.

[2]宁恩渐.采掘机械[M].北京：冶金工业出版社，1980.

[3]于仁灵.矿山机械构造[M].北京：机械工业出版社，1981.

[4]范维唐.跨世纪煤炭工业新技术[M].北京：煤炭工业出版社，1996.

离子色谱仪结构原理及维护 篇7

离子色谱仪主要由流动相传送部分、分离柱、检测器和数据处理四大部分组成, 分离原理也是通过流动相和固定相之间的相互作用, 使流动相中的不同组份在两相中重新分配。由于各组份在分离柱中的滞留时间有所区别, 从而达到分离的目的。在将分离后的各个成分依次通过一高灵敏度的检测器时就可检测出各离子成分的浓度来, 它具有高效、快速、准确的优点。缺点不适合分析高浓度样品, 若要分析高浓度样品, 需要先进行稀释, 测定的离子种类有限, 适用范围是常见的一些阴阳离子, 平常需要做相关的维护和保养.

2 操作注意事项

2.1 淋洗液及储备液

淋洗液应过滤, 脱气 (尤其是夏季) , 对被分析的样品也必须过滤, 做相应的预处理, 各种储备液应放于冰箱中低温保存。

2.2 流路安装及操作

仪器在安装及使用过程中, 应避免气泡进入系统各流路中, 以免造成基线不稳, 安装时必须在系统流路中通有液体的情况下依次安装。流路接头处不得渗漏, 若有渗漏可将接头拧紧, 若因密封垫失效, 可用翻边器对聚四氟乙烯管渗漏处接头重新翻边, 或更换密封硅胶垫, 操作仪器时扳阀门时动作应迅速, 否则会造成流路不畅, 压力上升, 损坏系统各流路。

2.3 温度补偿

由于电导率的大小与离子的运动速度有关, 温度升高液体的粘度将减少, 加速离子的运动, 其结果使电导率增加, 所以应采用温度补偿, 操作时应尽量控制环境温度稳定。

2.4 淋洗液强度的影响

相对而言淋洗液中Na2CO3D的浓度较高时, 二价离子的保留时间变短, 而Na HCO3的浓度较高时, 一价离子的保留时间变短。

3 常见故障及排除

3.1 基线噪声大

基线噪声大有可能是下列一些原因造成的:

电路接地线不良;所用去离子水纯度不够, 要求实验用水的电导率在1us以下;流路中有气泡, 可以打开排气阀门, 增大流量排净液缸中的气泡, 逐级断开连接口, 排掉流路中的气泡, 特别是电导检测器中俩检测电极间有气泡, 基线噪声越明显;平流泵的流量不稳, 可以调节头上的微调手轮, 使压力显示平稳;流路不畅通, 检查各接头处翻边情况, 若翻边有突起则重新翻边。

3.2 基线漂移过大

可能是室内温度波动过大;淋洗液浓度未达平衡;流路有渗漏或者有气泡, 若基线电导值一直上升至数百us, 可能是抑制器的抑制电流未接通, 需检恒流源电路。

3.3 分离度不好

可能是样品中某一离子或多种离子浓度太高或者淋洗液浓度过高, 也有可能色谱柱受到污染, 要进行去污处理。

3.4 重现性较差

试剂与去离子水的纯度不够;淋洗液流量不稳定、发生变化;室温波动过大

3.5 平流泵故障

流路压力超过设置的过压保护值, 流路压力过高或过压保护值设置的过低, 都会引起平流泵过压保护而停止。

平流泵压力脉动大, 可能是流路中有气泡引起的, 排除气泡, 也可以调节平流泵补偿微调。

3.6 流路系统压力过高

需要重新校正平流泵压力零点, 分段检查各流路上的压降, 流路中可能有堵塞, 检查各个接头, 检查六通阀是否在合适的位置。

4 日常维护

仪器至少每隔3天通一次去离子水, 隔七天通一次淋洗液, 离子色谱柱每使用俩个月, 需用0.2mol/L的Na2CO3溶液及1%酒石酸溶液洗涤, 以维持色谱柱的性能, 色谱柱若长时间不用, 则应通入3%的硼酸密封连同抑制器低温保存, 平流泵用去离子水冲洗干净。

淋洗液不可隔天使用, 以免滋生细菌, 影响色谱柱的使用寿命, 为延长色谱柱的使用寿命, 最好不用于工业废水等污染较为严重的废水的分析, 若要使用, 必须严格按照样品的前处理方法对样品进行预处理, 使用过程中注意避免气体、重金属离子以及有机物进入色谱柱, 引起色谱柱丧失部分能力, 甚至损坏。

5 小结

离子色谱在快速和微量分析方面有着强大的优势, 目前我们将其应用环境监测方面, 已经取得了明显的效果, 只要我们平时注意仪器的维护及保养, 离子色谱必将会在环境监测及相关领域大放异彩。

摘要：离子色谱法是20世纪70年代后期发展起来的一种快速有效的微量离子分析技术, 在分析测定阴、阳离子或离子型化合物方面, 以其快速、灵敏、选择性好的特点, 倍受分析工作者青睐, 是环境监测、卫生防疫、石油化工、食品生产等行业作为水质分析的标准仪器。但是, 由于离子色谱分析技术涉及的样品种类繁多、样品组成及其浓度复杂, 样品物理形态多变, 对离子色谱仪的正常分析测定造成一些干扰因素, 如果不注意仪器的维护和保养, 会对日常的分析测定带来不便, 所以需要对仪器的使用以及维护进行专门的培训和学习才能熟练掌握这种分析技术, 得到让大家都满意的分析数据, 现以武汉市天虹智能仪表厂生产的TH-980C离子色谱仪为例, 分析一下相关的使用及维护注意事项。

关键词：离子色谱仪,结构,维护

参考文献

[1]牟世芬, 刘开录.离子色谱[M].科学出版社, 1986.

汽油泵的结构原理及检修方法 篇8

现代轿车电子控制燃油喷射系统均采用电动汽油泵, 其功能是将汽油从油箱中吸出, 加压后通过燃油管路输送到喷油器。汽油泵出现故障后会直接影响汽油的供应, 发动机会出现不能起动、不易起动、动力不足等故障现象。

二、汽油泵的结构

滚柱式电动汽油泵结构如图1所示, 泵体部分是由油泵驱动电机的转子 (与泵套偏心安装) 、转子外围的泵套、转子和泵套之间起密封作用的滚柱等构成。电动机转动时带动转子转动, 在离心力作用下, 滚柱贴着泵套内壁转动, 由于转子和泵套偏心安装, 使转子、滚柱和泵套3者所包容的容积发生周期变化, 使燃油从吸入口吸入, 由泵室排出后, 在电动机壳体内经单向阀、阻尼器送到排出口。泵室结构如图2所示。

安全阀的作用是防止在工作中排出口下游因某些原因出现堵塞时, 发生管路破损和燃油泄漏事故。安全阀安装在进油室和出油室之间, 泵工作时, 当排出口出现堵塞, 使汽油泵输出油压达到400kPa时, 安全阀开启, 汽油泵内的进、出油室连通, 汽油泵工作只能使燃油在其内部循环, 防止输油压力过高。

单向阀的作用是当发动机熄火, 电动汽油泵刚刚停止压送燃油时, 单向阀立即关闭, 以保持泵和压力调节器之间的燃油具有一定压力, 该压力为残余压力。

由于滚柱式电动汽油泵的转子每转一圈, 排出的燃油就要产生与滚柱数目对应个数的压力脉冲。阻尼稳压器就是利用膜片和弹簧的作用, 吸收燃油压力脉冲, 使燃油输送管路内的脉冲压力传递减弱, 以降低噪声。

三、控制原理

图3是宝来1.6L轿车的汽油泵控制电路。其控制原理:打开点火开关后, 由蓄电池来的电流经点火开关15号端子经保险丝盒里的S229号保险丝到发动机控制单元J220的62号针脚, 给J220一个点火开关打开的信号, 这时J220由80号针脚向汽油泵继电器输送一个低电位使汽油泵继电器的电磁线圈电路导通, 经31号线搭铁, 形成回路, 使汽油泵继电器中的电磁线圈产生磁场, 将活动触点吸合。这时由蓄电池来的电经蓄电池上S163号保险丝、汽油泵继电器活动触点、保险丝盒里的S228号保险丝、汽油泵电插头1号脚、汽油泵电机、汽油泵电插头4号脚后搭铁, 形成回路使汽油泵工作。当点火开关处于行车挡位置超过3~5s后, J220经80号针脚向汽油泵继电器输入一个高电位, 使汽油泵继电器J17的电磁线圈电路断路, 其活动触点断开, 使汽油泵的电路被切断, 汽油泵停止工作。

四、汽油泵的检测

汽油泵的检测有2项内容:汽油泵供电检测和汽油泵供油量检测。在检测前要确保蓄电池的电压不低于11.5V, 28号保险丝 (在电路图中用S228标出) 正常, 关闭所有用电器 (如:灯, 后风窗加热器等) , 关闭空调。

1.检测汽油泵的供电情况

将二极管试电笔的一端搭铁, 另一端抵触在汽油泵电插头的1号端子上。起动发动机, 如果二极管试电笔不亮, 说明从汽油泵到蓄电池之间的线路有故障。

用二极管试电笔将汽油泵电插头的1号端子和4号端子连接起来, 起动发动机。如二极管试电笔不亮, 说明汽油泵的搭铁线断路;如亮, 则说明汽油泵不良, 应予以更换。

2.汽油泵供油量的检测

汽油泵供油量的检测必须在燃油压力、供电电压正常的情况下进行。

拔下燃油分配管进油口处的软管, 将其插到1L量杯中, 起动发动机30s, 检查量杯中的油量是否达到规定值。若未达到规定值, 检查管路是否有管径收缩 (折叠) 处或阻塞。如果没有, 则应更换汽油泵。

五、燃油压力的检测

1.供油压力的检测

关闭点火开关, 将燃油压力表接到进油管上, 打开燃油压力表管接头处阀门, 起动发动机, 怠速运行, 测量燃油压力, 其标准值应为250kPa。若不符合规定要求, 应检查汽油泵、燃油压力调节器。

2.调节压力的检测

从燃油压力调节器上取下真空软管, 燃油压力应提高至300kPa, 重新接回真空软管, 油压应恢复到250kPa。

3.保持压力的检测

埕海油田生产配套工具结构及原理 篇9

埕海油田油井生产所用采油树, 预留4个管线穿越孔, 配套地面安全阀、地面可调油嘴、套管定压放气装置。生产工作压力为35MPa, 垂直通径为80mm, 水平通径为65mm, 悬挂下入井中的油管柱, 密封油套管的环形空间, 并把油诱导到井口的出油管, 用于控制和调节流量和井口压力, 保证作业, 施工, 录取油、套压资料, 双翼流程在测试及清蜡等日常生产管理方面起到了重大作用。当发生井喷事故时还可以用采油树来关闭油井。

采油树主要分两部分组成:采油树总成、整体套管头组成;

(1) 采油树总成组成

采油树整体设计有3 1/8〞X5M手动暗杆平板阀二套、3 1/8〞X5M液动安全阀一只、29/168〞X5M手动暗杆平板阀一套、2 9/16〞X5M可调式针型套和一只四通有关连接件组成。

(2) 整体套管头组成

埕海油田所用的套管头为TF70G套管头, 总成由13 3/8〞套管头, 13 3/8〞卡瓦悬挂器、9 5/8〞芯轴式悬挂器以及有关连接件组成。

2 井下控制设备

考虑到油井生产情况以及出现危险情况下的应急措施, 在修井作业时, 都会配备井下配套工具。主要包括:井下安全阀、液控管线、过电缆封隔器、排气阀、泄油器、单流阀等, 作业时, 优化井内管柱结构, 保证生产安全, 加强环境保护。

为了保证油气生产安全以及海洋环境保护, 人工岛电泵生产管柱均配套过电缆封隔器、井下安全阀, 在发生风暴潮或是弃岛的恶劣情况下可以通过关闭液控阀门来实现井下安全阀封闭油管内空间、过电缆封隔器封闭油套环形空间, 从而实现对油气井的控制。避免因为原油外溢而导致海洋环境的破坏。

2.1 井下安全阀

井下安全阀 (SSSV) 是一种装在油气井内, 在生产设施发生火警、管线破裂、发生不可抗拒的自然灾害 (如地震、冰情、强台风等) 非正常情况时, 能紧急关闭, 防止井喷、保证油气井措施、生产安全的井下工具。如图1所示:

工作原理:通过地面加压, 压力经液控管线传至2个密封盘根之间的传压孔到活塞上, 推动活塞向下移动, 并压缩弹簧, 将阀板打开, 如果保持控制管线压力, 安全阀处于打开位置, 释放控制管线压力, 靠弹簧张力向上推动活塞上移, 阀板处于关闭状态。油管携带式安全阀在安全阀失效时, 可下人永久锁定打开工具, 通过地面加压或向下振击, 剪断常开锁定滑块的销钉, 使滑块向下移动推动活塞, 使安全阀处于永久打开位置, 此时相当于工作筒, 再通过钢丝下入可回收插入式安全阀, 形成新的安全阀系统;如果要保证在安全阀以下进行钢丝作业, 通过钢丝下入临时打开工具, 向上振击, 使I临时锁定滑块向上移动与活塞底部锁定在一起, 安全阀处于临时打开位置, 钢丝作业完成后, 液控管线加压, 安全阀重新处于正常工作状态。

2.2 过电缆封隔器

过电缆封隔器是为电潜泵方便应用而设计的, 利用丝扣和带猪尾线的密封电缆穿越系统或整体式电缆穿越器连接, 附加的可选通孔可以使环空过封隔器泄压、过封隔器注入液体、或是作为电缆穿孔。

坐封方式:将封隔器下到指定位置, 临时堵塞连接到封隔器大通道的油管串, 堵塞住的油管被加压后, 压力通过活塞上本体的孔进入封隔器, 当压差增大到800-1100psi时, 位于腔体和活塞的销钉被剪切, 在该同样的压差下, 卡瓦窗体和下椎体上的销钉被剪切。压差增至1200-2000psi时, 卡瓦窗体和上椎体的销钉被剪切, 推动卡瓦向套管壁而上椎体向下移动。持压2500psi确保封隔器胶筒压缩, 封隔器下入位置要求避开套管接箍。

过电缆封隔器排气阀是针对电潜泵系统的排气需要而特殊设计的液压操控排气阀。在弹簧力的作用下该排气阀保持常关闭状态, 通过地面的液控管线提供压力可以打开排气阀。当液压释放, 该阀自动关闭。控制腔测试压力为5000psi, 液控管线带液控液时, 该阀的安全下入深度是1800英尺 (546.64m) 。

2.3 泄油器

由于滩海地区的开发井都为大斜度井和水平井, 完井管柱中采用一个泄油器很难砸开, 根据井的井斜对完井管柱进行优化, 在井斜小于50度的井深长度对完井管柱采用加泄油器的方法, 保证能砸开泄油器, 达到泄油、洗井的目的。

摘要：滩海开发公司管辖的埕海油田位于水深02m的极浅海地区, 油井水井全部位于井口槽内, 前后、左右间距分别为2.5m;针对埕海油田所处地理位置特点, 生产井全部为大斜度定向井和水平井, 借助采油树来生产。埕海油田生产井配置了完善的地面生产设备以及井下控制及生产设备, 地面生产设备主要为采油树, 井下控制及生产设备主要有井下安全阀、液控管线、过电缆封隔器、排气阀、泄油器、电泵机组等。

S2000彩超硬件结构原理及分析 篇10

1 电源供电部份

电源供电部份包含以下子单元并实现相关功能:

(1)模拟功能供电单元(Analog Power Supply Module,PSA)。PSA负责提供机器中所有模拟信号检测及处理电路的直流电源供电。

(2)数字功能供电单元(Digital Power Supply Module,PSD)。PSD单元提供机器中所有数字信号检测及处理电路的直流供电。

(3)交流主电源(AC Tray Power Module,AC)。AC单元除对机器中所有采用220V电源直接供电的外设,如显示器等直接供电外,还通过单元中的主变压器及相关电路进行交直流转换并将转换后的电源提供至PSA、PSD单元。尤其重要的是交流主电源(PSAC)单元上的一组LED指示灯直观显示电源部分及散热风扇的工作状态,通过观察这些LED灯的显示状态组合能够帮助维修工程师快速定位电源相关故障是否由PSAC,PSA或PSD引起。

2 电器单元(Electronics Module,E-Module)

电器单元中包含一系列超声成像的核心控制及处理电路板,这些电路板均采用先进的特定用途集成电路(ASIC)技术,使得板上电子元件的数量及电路板的尺寸大为减少。同时E-Module中预留了插槽,以方便将来可能的功能或硬件升级。包含的电路板及其功能如下:

(1)发射/接收板(Transmit/Receive board,TR),共3块,分别为TR0,TR1,TR2。各板功能一致,可交换使用。实现发射波形的产生以及对阵列探头接收到的回波信号作时间增益补偿等模拟放大功能。

(2)接收控制板(Receive Control board,RC)。RC板也可称为前级实时控制板。除可通过板上的数字波束形成器产生发射接收控制信号外,还可通过基于ASIC技术的专用集成电路对接收的模拟回波信号进行数字化转换。系统时钟也由该电路板产生。

(3)连续波板(Continuous Wave board,CB)。CB主要运用于心脏成像模式下连续波多普勒功能的实现。同时负责笔式探头发射波形的产生。

(4)后级板(Back-End board,BE)。BE板除接收从RC板传来的数字化回波信号外,还接收从CB板传来的连续波数字信号。BE板对传递来的信号,按照不同模式的控制要求,进行相应处理,如实现边缘增强、叠加、谐波插值、噪声点过滤、二维影像存储及回放等功能。

(5)视频接口板(Video Interface board,VI)。VI板通过采用色度抠像(chroma-key)技术将图像与字符及表格等背景叠加,形成符合临床诊断显示要求的各种图像格式。此外,VI板还可以产生多普勒,心电的描记信号并将多普勒数字音频信号D/A转换后传至扬声器播放。

(6)实时控制板(Real Time Manger CPU board,RM)。RM板类似计算机中的主板,拥有高性能的CPU,控制各种功能的实现。RM板通过PCI总线与其他各电路板通讯,通过EIDE总线与硬盘连接,通过SCSI总线与DVD驱动器通讯。负责控制面板发出的指令译码响应、测量功能实现、DICOM格式图像存取、三维及四维实时成像等功能实现。

3 探头接口(Transducer Interface,TI)单元

S2000的探头接口单元(Transducer Interface,TI)包括3个阵列探头接口及1个笔式探头接口。通过板上继电器实现对阵列探头的选择切换。S2000的探头接口单元在继承Sequoia512探头接口技术特点的基础上有了进一步发展,其无针触点技术为图像质量、彩色血流表现,微细血管的探测能力打下了坚实的技术基础。

4 输入输出(Input/Output,IO)单元

输入输出单元(Input/Output,IO)作为接口单元将E-Module与显示器、控制面板、DVD驱动器、网络及打印机等外设相连接,提供音视频信号的输入输出,串口、并口、以太网、USB信号存取等服务。通过对输入输出单元上的另一组LED指示灯状态的观察,可以获知关于电源,硬盘和DVD驱动器及系统启动状态的相关信息,对维修工作非常有帮助。

5 显示器及控制面板

S2000使用的显示器为19英寸高分辨率平板液晶显示器,DVI输入,可采用三自由度的自由臂全方位调节位置。操作界面友好灵活,舒适快捷。

本文最后通过对二维(2D,Two Dimension)成像过程的描述,希望使得各主要硬件单元的功能介绍更加系统全面:

操作者通过控制面板设定所需工作模式(包括探头选择,深度,聚焦点数及探头工作频率等参数选定)。RM板接收控制面板传来指令后译码并将控制信号通过总线传递至相关电路板。RC板按照接收到的控制信号设定相应向量序列并依此建立向量时序,控制发射延迟线、接收波形产生、模拟时间增益补偿信号产生及BE板相关处理触发信号的产生。TR板根据RC板产生的相关时序及控制信号实现声波的发射及接收,并将接收到的模拟射频回波信号通过母板送回RC板。RC板对模拟回波信号进行A/D转换后传至BE板。BE板作为从数字回波信号处理至成像过程中的核心电路板,将处理后形成的像素包(Pixel Pack)送至VI板。在VI板中,像素包处理后的信号与RM板产生并送至VI的字符及表格信号混合叠加,进一步处理后形成视频信号,送至I/O单元并最终送至显示器显示。

摘要：本文介绍了西门子S2000彩超硬件结构原理并对其功能进行了分析。

关键词：彩超,硬件结构,硬件单元

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