信号发生器又称信号源或振荡器,在生产实践和科技领域中有着广泛的应用。各种波形曲线均可以用三角函数方程式来表示。能够产生多种波形,如三角波、锯齿波、矩形波(含方波)、正弦波的电路被称为函数信号发生器。
一、信号发生器的分类: 1、正弦信号发生器: 正弦信号主要用于测量电路和系统的频率特性、非线性失真、增益及灵敏度等。按频率覆盖范围分为低频信号发生器、高频信号发生器和微波信号发生器;按输出电平可调节范围和稳定度分为简易信号发生器(即信号源)、标准信号发生器(输出功率能准确地衰减到-100分贝毫瓦以下)和功率信号发生器(输出功率达数十毫瓦以上);按频率改变的方式分为调谐式信号发生器、扫频式信号发生器、程控式信号发生器和频率合成式信号发生器等。 2、高频信号发生器: 频率为100千赫~30兆赫的高频、30~300兆赫的甚高频信号发生器。一般采用LC调谐式振荡器,频率可由调谐电容器的度盘刻度读出。主要用途是测量各种接收机的技术指标。输出信号可用内部或外加的低频正弦信号调幅或调频,使输出载频电压能够衰减到1微伏以下。 3、微波信号发生器: 从分米波直到毫米波波段的信号发生器。信号通常由带分布参数谐振腔的超高频三极管和反射速调管产生,但有逐渐被微波晶体管、场效应管和耿氏二极管等固体器件取代的趋势。仪器一般靠机械调谐腔体来改变频率,每台可覆盖一个倍频程左右,由腔体耦合出的信号功率一般可达10毫瓦以上。 4、扫频和程控信号发生器: 扫频信号发生器能够产生幅度恒定、频率在限定范围内作线性变化的信号。在高频和甚高频段用低频扫描电压或电流控制振荡回路元件(如变容管或磁芯线圈)来实现扫频振荡;在微波段早期采用电压调谐扫频,用改变返波管螺旋线电极的直流电压来改变振荡频率,后来广泛采用磁调谐扫频,以YIG铁氧体小球作微波固体振荡器的调谐回路,用扫描电流控制直流磁场改变小球的谐振频率。扫频信号发生器有自动扫频、手控、程控和远控等工作方式。 5、标准信号发生器频率合成式信号发生器: 这种发生器的信号不是由振荡器直接产生,而是以高稳定度石英振荡器作为标准频率源,利用频率合成技术形成所需之任意频率的信号,具有与标准频率源相同的频率准确度和稳定度。输出信号频率通常可按十进位数字选择,最高能达11位数字的极高分辨力。 6、函数发生器: 又称波形发生器。它能产生某些特定的周期性时间函数波形(主要是正弦波、方波、三角波、锯齿波和脉冲波等)信号。频率范围可从几毫赫甚至几微赫的超低频直到几十兆赫。除供通信、仪表和自动控制系统测试用外,还广泛用于其他非电测量领域。 二、信号发生器的使用条件: 1、空气温度:+45~-25℃; 2、相对湿度:不大于90%; 3、外形尺寸:φ48×200mm; 4、工作寿命:不低于15000次; 5、电源电压:4.5V(13号氧化银电池3节、6F229V); 6、使用场合:室内外无雨天气。 三、信号发生器的使用方法: 选用与验电器相同电压等级的验电信号发生器,手持验电器工作部分(验电器头)将发生器的电极头接触被测验电器的电极头,按动"工作"开关,此时验电器发出声光信号表明验电器的性能完好,如无声光指示表明验电器有故障,应修理或更换后使用,检测近电报警安全帽时只须将高压信号发生器的电极头靠近报警器按动"工作"开关即可。
电化学分离法和物理吸附法(需“加液”)概况:
采用电化学分离法和物理吸附法的高纯氮气发生器可以制取纯氮、氧气等气体。它利用恒定电位电解法,采用微孔膜(例如石棉膜)作为两电极的分隔板,多孔气体扩散型氧电极为阴极,镍网为阳极,且电极安装是采用硬支撑结构。
该发生器可在氮、氧气室压差(1MPa)下稳定工作,可避免阴极氢析出,保证产生气体的纯度氮。
具体制取氮气的方法是以空气为原料将气体送入有电解液的电解槽,在两电极间加上电压≤1.5V的直流电,此时在槽内空气中氧气被吸收而获得氮气。
其电解液采用“强制循环方式”,由电磁泵带动电解液在液路中循环,提高了电解效率。
采用这种原理产生的氮气存在的问题很多。主要的问题有:
1.加KOH液体(水)的高纯氮气发生器所产生的氮气中含水量高且带有一定腐蚀性,容易造成色谱仪调试不稳定,一旦长时间使用该氮气必然造成色谱柱柱效降低。
2.利用该原理产生的氮气如果长时间在常压(标准大气压)条件下使用,会造成严重的返液(回液)现象。为了防止返液,厂家设计了各种装置来尝试解决这个问题,但是均不能解决根本性的问题。
毕竟它还是要加液的,一旦防返液的装置出现故障就会造成气路及色谱柱报废,严重的甚至可能导致气相色谱仪全部报废。
3.氮气纯度偏低,对色谱仪的热导检测器的热敏元件会造成氧化,时间一久热导检测器的灵敏度降低。
鉴于存在以上三点的问题,很多色谱仪厂家、仪器经销商及维修人员均不建议使用该种原理产生高纯氮气发生器来做气相色谱仪载气。
采用中空纤维膜法(无需“加液”):
两种或两种以上的气体混合通过高分子膜时,由于各种气体在膜中的溶解度和扩散系数的差异,导致不同气体在膜中相对渗透速率有所不同。根据这一特性,可将气体分为“快气”和“慢气”。
当混合气体在驱动力-膜两侧压差的作用下,渗透速率相对较快的气体和水、氧、二氧化碳等透过膜后在膜渗透侧被富集,而渗透速率相对较慢的气体如氮气、一氧化碳、氩气等则在滞留侧被富集,从而达到混合气体分离之目的。
当以加压净化空气为气源时,氮气等惰性气体被富集成高纯度供生产应用,由渗透侧排空的为富氧空气。氮膜系统可将廉价的空气中氮从78%提高到95%以上,高可得到99.9%的纯氮。
该高纯氮气发生器可以用于气相色谱仪做载气,分析组分成分要求不高的行业。
采用气相色谱分离技术(无需“加液”):
这是一种新型的空气分离方法,它以压缩空气为原料,合成分子筛为吸附剂,采用气相色谱柱吸附流程,在常温压力下,利用空气中的氧和氮在分子筛中的扩散速度不同,把氧和氮加以分离,氮气的纯度和产气量可按客户需要调节。
所产生气体流速稳定,氮气纯化彻底,产出的氮气纯度高,高可得到99.9995%的纯氮,适用于各种气相色谱检测器。
该系列高纯氮气发生器只要一按开关,便可以源源不绝的生产出高质量和高纯度的氮气,运行稳定可靠,重要的是它不需要任何化学消耗品。
操作方便,可24小时无人值守。且它可以在不需任何监管和最低保养的情况下无故障地运行。
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