[实用新型]应用于石墨烯超声处理装置波形发生器的相位差检测电路

说明书

本实用新型公开了一种应用于石墨烯超声处理装置波形发生器的相位差检测电路。本实用新型主要包括电流互感、I_V转换、乘法器电路和取绝对值电路四个部分四部分。本实用新型采用电流互感方式得到石墨烯制备中超声处理装置的超声波换能器和匹配电容的实时互感电流，经由I_V转换、乘法器电路和取绝对值的一系列操作得出了精确的相位差，本实用新型具有实时性好、可靠性高、检测效率高、安全稳定等特点。

技术领域

本实用新型属于石墨烯超声处理装置技术领域，涉及一种电路，具体涉及一种波形发生器的相位差检测电路。

背景技术

目前石墨烯主要的制备方法有微机械剥离法、化学气相沉积法、氧化还原法、溶剂剥离法等，其中可以实现低成本的规模化生产的氧化还原法、溶剂剥离法都需要利用超声波将石墨烯或氧化石墨烯溶液进行分散、分层。超声波作用于液体中会产生空化作用，空化作用会形成微射流、振动等物理现象，产生巨大的能量，在微观上起到一种高速搅拌、破碎、分散的作用，从而达到石墨烯或氧化石墨烯分层效果。

石墨烯超声处理装置一般采用不同频率成分的定向高功率混频超声波对石墨原料进行机械剥离，利用其产生的不同尺寸的空化泡，控制超声波对石墨原料的剥离力量和对结构的破坏作用，实现原生石墨烯的高效制备。在制备的过程中，声场中各点声强大小、各频率分量大小对石墨烯的品质有直接影响，而由超声处理装置中波形发生器的相位差可以间接得出其大小，因此该相位差的检测至关重要。

发明内容

本实用新型的目的就是针对现有石墨烯制备中超声处理装置波形发生器的相位差检测的空白，提供一种全新的、检测方便快捷的、实时性较高的电路方案。

本实用新型采用以下技术方案：

本实用新型主要包括电流互感、I_V转换、乘法器和取绝对值四个部分。

所述的电流互感电路采用电流互感方式获取超声处理装置中超声波换能器和匹配电容的实时互感电流；所述的I_V转换电路实现上述实时互感电流到电压量的转换，得到两路正弦电压量；所述的乘法器电路检测两路正弦电压量的相位差，乘法器电路中的输出电压与两输入信号之间的相位差成正比，则所述相位差经所述的乘法器电路后变为正负线性电压量；所述的取绝对值电路将所述的正负线性电压量转化为正向电压，并用于单片机采样。

本实用新型充分考虑超声处理装置波形发生器的相位差检测的高效性和实时性，设计了电流互感电路；本实用新型充分考虑检测的可行性，设计了I_V转换电路、乘法器电路和取绝对值电路。设计的电路具有稳定性好、可靠性高的优点。

附图说明

图1为电流互感电路；

图2为I_V转换电路；

图3为乘法器电路；

图4为取绝对值电路。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型作进一步的说明。

本实用新型重要的技术特点在于：采用电流互感方式得到超声处理装置中超声波换能器和匹配电容的实时互感电流；为方便后续处理，本实用新型通过I_V转换电路实现电流到电压的转换；接着由乘法器电路实现超声波换能器和匹配电容的电流对应的相位差检测；最后考虑到单片机采样的特性，通过取绝对值电路将检测到的相位差变为正向电压。

如图1所示：通过电流互感器得到了超声波换能器和匹配电容的电流，其特征在于：包括第一电流互感器TI1,第二电流互感器TI2，第一耦合变压器T1，第一电感L1，第一电阻R1，第二电阻R2，第三电阻R3,第一电容C1，第二电容C2，第三电容C3，第四电容C4，第五电容C5，第六电容C6，第一端子P1，第二端子P2。