洗片机智能测控技术研究

    X射线无损检测技术在军工、民用、医学等许多领域都得到了广泛应用.该检测方法中,射线照相方法因投入成本低,仍被许多单位所采用.该方法为了获得较高质量的胶(负)片图像,需要控制显影液的温度恒定在20℃范围,且定时显影.温度过高或显影时间过长将使胶片变厚,而温度过低或显影时间过短将使胶片变薄,这些都将影响对产品图像质量的评判[1].而市场现有的温控仪大都采用PID控制或没有定时功能.这种温控仪对洗片机这种环境温度变化大,洗片槽容积规格多样的控制对象已不能满足要求.根据工业X射线照相胶片冲洗特点,研制了一种具有键盘设置显影、定影定时时间和温控范围,能显示实时时间、日期、倒计时定时时间及温度,且能对不同环境温度下、不同容积的冲洗槽实现恒温控制的智能洗片机控制装置.

    1　总体设计

    根据设计要求,设计的洗片机智能测控系统组成框图如图1所示.系统由主控制电路、温度传感及变送电路、实时时钟电路、输出光电隔离及驱动电路、显示电路、键盘电路、电源电路和系统应用软件等组成.

    主控电路主要完成对温度信号的采样、数据处理、显示及输出控制、对时间信号及键盘信号的处理.

    温度传感及变送电路完成对温度信号的转换、放大,变换成0～5 V的直流信号送A/D转换器(ADC0809)进行A/D转换.

    采用实时时钟芯片DS1302作为时钟电路,为系统提供高精度的实时时钟信号(包括:年、月、日、时、分、秒等).

    输出光电隔离及驱动电路将单片机主控电路的信号和强电信号相隔离,以提高系统的抗干扰能力.电源电路从220 V 50 Hz交流电输入,给控制电路提供+5 V 1 A, +12 V 0.5 A的直流电源.系统应用软件按模块化进行设计.

    2　硬件设计

    2.1　单片机主控电路

    智能洗片机主控电路采用MCS-51系列单片机8031作为主控芯片,采用6 MHz的晶振;由于系统程序较大,约5 kb,所以程序存储器选用存储容量为8 kb的EPROM 2764; A/D转换采用廉价的8位模/数转换器ADC0809;用一片8155来扩展8位键盘和6位LED显示电路[2].

    2.2　温度传感器及放大电路

    温度传感器及放大电路由恒流源、温度传感器、偏置及放大电路等组成.恒流源给温度传感器提供0.5 mA的恒定电流;温度传感器采用标称阻值为10 k8的热敏电阻.这样,当热敏电阻的阻值随温度变化时,从热敏电阻两端可以取出对应温度变化的电压信号;由于热敏电阻的阻值随温度变化特性为非线性,所以,热敏电阻两端的电压信号也随温度变化而成非线性变化;该电压信号经一级跟随器电路后送到4路放大器放大; 4路放大器设有各自独立可调的偏置电路和放大倍数,以便将对应区段的电压信号灵活地放大到0 V～5 V, 4路信号分别送到ADC0809的4个输入端进行A/D转换[3].