鋸齒波

鋸齒波電學(xué)領(lǐng)域

我們平時(shí)看到的彩色電視屏幕和示波器上的陰極射線管上的圖像，是由光組成的柵格拼湊成的。而柵格的不同色調(diào)和亮度的形成過(guò)程中，鋸齒波起了重要的控制作用。

我們都知道，屏幕上的一幀圖像不是在同一時(shí)刻形成的，而是通過(guò)電子束掃描逐步出現(xiàn)的?？刂茠呙桦娮邮较虻碾姶盆F中，通的電流就是鋸齒波電流。當(dāng)電流強(qiáng)度在直線上升的過(guò)程中，磁場(chǎng)強(qiáng)度逐步增強(qiáng)，電子束偏轉(zhuǎn)幅度逐漸加大，在屏幕上掃過(guò)，通過(guò)電子束不同時(shí)刻強(qiáng)弱的不同形成不同色調(diào)和亮度的光柵格；而當(dāng)電流強(qiáng)度突然降低時(shí)，磁場(chǎng)強(qiáng)度隨之驟降，電子束迅速返回初始位置，開始下一輪掃描。

能周期地產(chǎn)生鋸齒形信號(hào)的電路，又稱掃描電路或時(shí)基發(fā)生器。鋸齒電壓或電流的波形如圖1,T為掃描周期,T1為掃描時(shí)間,T2為回掃時(shí)間。鋸齒電壓波主要用作示波管電路中的掃描電壓，鋸齒電流波主要用作顯像管電路中的偏轉(zhuǎn)電流。

鋸齒波發(fā)生器可分為自激式和他激式兩種。前一種的穩(wěn)定性較差，現(xiàn)代的時(shí)基發(fā)生器多采用后一種。

鋸齒電壓發(fā)生器　圖2a是一種用RC充放電電路構(gòu)成的他激式鋸齒電壓波發(fā)生電路。當(dāng)輸入端為圖2b所示的脈沖電壓u_i所控制時(shí), 晶體管等效為一電子開關(guān)。當(dāng)u_i處于T₁期間,晶體管截止,電源電壓E_c通過(guò)電阻R向電容C充電，C兩端的輸出電壓u₀按指數(shù)規(guī)律上升。在T₂期間,晶體管導(dǎo)通，C上電荷通過(guò)它放電,u₀迅速下降。如果

T₁/RC<<1即T₁只占指數(shù)曲線起始段的一小部分，則可以近似地認(rèn)為在T期間u₀是線性增長(zhǎng)的。在E_c為定值的條件下，u_m越大，則掃描正程的線性程度越差。通常，圖2a電路對(duì)C的充電電流是按指數(shù)規(guī)律變化的，所以非線性系數(shù)較大。如果設(shè)法使充電電流保持為常數(shù)，則C兩端的電壓u₀將按線性規(guī)律增長(zhǎng)。恒流源充電或電容負(fù)反饋的鋸齒波發(fā)生器可達(dá)到這一要求 。

一種用運(yùn)算放大器構(gòu)成的鋸齒電壓發(fā)生器。在0～T₁的時(shí)間內(nèi)電子開關(guān)K斷開，

輸出電壓u₀隨時(shí)間呈線性變化。當(dāng)K閉合時(shí)，u₀即隨C的放電而迅速下降。只要開關(guān)K周期地啟閉,u₀便依鋸齒形的規(guī)律而變化。

鋸齒電流發(fā)生器　在顯像管掃描電路中，鋸齒電流發(fā)生器的負(fù)載是電感線圈。當(dāng)工作頻率較低，且線圈的分布電容可以忽略時(shí)，電感線圈的作用可以用集總電感L_y和集總電阻R_y來(lái)代表（圖4）。晶體管T構(gòu)成一個(gè)線性電流放大器,激勵(lì)信號(hào)電壓u_i是鋸齒電壓波,流過(guò)L_y的電流i_y是鋸齒電流波（圖5a），相應(yīng)的u_L和u_R上的電壓波形則分別如圖5b和c。u_L和u_R的合成電壓波形u_y如圖5d，這個(gè)波形稱為鋸齒脈沖波。在實(shí)際電路中,由于晶體管非線性特性和扼流圈L_C分流的影響,掃描波形的線性較差。2100433B

用分段函數(shù)表示鋸齒波的表達(dá)式是A=2a(ft-[ft])-a（f為頻率，a為振幅）。方括號(hào)為向下取整函數(shù)，或高斯函數(shù)。

用級(jí)數(shù)形式表示，則為A=-2/πΣ(sin(2πkft)/k)(k=1,2,...,∞)。右為動(dòng)態(tài)演示，隨著諧波的增加，正弦波越來(lái)越接近鋸齒波。

鋸齒波跳汰機(jī)（Sawtooth Wave）的工作波形是常見的波形之一。 鋸齒波波形先呈直線上升，隨后陡落，再上升，再陡落，如此反復(fù)。JT1070/2鋸齒波跳汰機(jī)屬于單列雙室下動(dòng)式跳汰機(jī)，它利用水做為選礦介質(zhì)，按有用礦物與脈石的比重（密度）差進(jìn)行分選。該型號(hào)跳汰機(jī)因其產(chǎn)生的脈動(dòng)曲線呈鋸齒波形，具有上升水流均勻，下降水流迅急的特點(diǎn)，正常工作時(shí)產(chǎn)生的水流波動(dòng)曲線呈鋸齒波型，增強(qiáng)了跳汰選礦過(guò)程中的吸入作用，極有利于細(xì)粒級(jí)礦物的回收，并且具有省水和連續(xù)工作的特點(diǎn)。鋸齒波跳汰機(jī)主要用于鎢、錫、金、鐵、錳、鈦、錛、鉻、硫等多種礦物選礦和錳渣，鉻渣，不銹鋼渣等冶煉渣回收合金顆粒，礦山選礦尾礦中的金屬回收，尾礦處理等。如圖1所示。

鋸齒波跳汰機(jī)鋸齒波跳汰機(jī)特點(diǎn)

1、結(jié)構(gòu)緊湊，占地面積小，單位面積處理能力大。 JT1070/2跳汰機(jī)采用下動(dòng)式傳動(dòng)結(jié)構(gòu)，設(shè)跳汰機(jī)設(shè)備結(jié)構(gòu)更加緊湊，單位占地面積處理能力較大。

2、采用凸輪機(jī)構(gòu)傳動(dòng)，產(chǎn)生的鋸齒波形脈動(dòng)曲線使跳汰上升水流均勻，下降水流迅急，有效提高了細(xì)粒級(jí)有用礦物的回收率，對(duì)細(xì)粒度物料的選礦效果絕佳。

3、具有省水，連續(xù)工作的特點(diǎn)。

4、沖程，沖次調(diào)節(jié)方便，安裝與維護(hù)簡(jiǎn)單。

鋸齒波跳汰機(jī)鋸齒波型跳汰機(jī)技術(shù)參數(shù)

又稱掃描電路或時(shí)基發(fā)生器。與時(shí)間成比例地上升、下降的電壓或電流波形稱鋸齒波，也稱掃描波。對(duì)周期確定的脈沖進(jìn)行積分，即可產(chǎn)生鋸齒波。為了在示波器上顯示各種波形，需在Y軸上加上信號(hào)電壓，X軸上加上鋸齒波，對(duì)電子束進(jìn)行掃描，因此常應(yīng)用于雷達(dá)、電視和數(shù)據(jù)通信方面。鋸齒波可用密勒積分電路和自舉電路來(lái)發(fā)生。圖1a是鋸齒波發(fā)生器的基本原理圖。當(dāng)電路中的開關(guān)(S)打開時(shí)，輸出uC的波形就是RC積分器的階躍響應(yīng)：uC=E(1－e?t/τ?)式中τ=RC。當(dāng)τ&t，，因此uC變小，為了彌補(bǔ)此缺點(diǎn)，可考慮圖1b的形式，在該圖中附加一個(gè)電壓源V－VC，因此電路中的電流：為恒定值。圖1b的電路中必須有一個(gè)接地點(diǎn)，可在A點(diǎn)也可在B點(diǎn)接地，兩個(gè)不同接地點(diǎn)的結(jié)果形成兩個(gè)不同的電路，前者是密勒積分鋸齒波電路，后者為自舉電路。實(shí)際電路中常插入運(yùn)算放大器。由于運(yùn)算放大器的存在，密勒電路中的C實(shí)際增大了(1－G)倍，G為運(yùn)算放大器的增益。與RC積分電路相比，盡管τ增為(1－G)倍，但輸出u0并不會(huì)變小。圖2是密勒積分的鋸齒波發(fā)生器的實(shí)用電路與輸出波形。密勒電路和自舉電路還可構(gòu)成階梯波發(fā)生器，為了得到恒定的階躍幅度Δu0的階梯波，必須有復(fù)位電路。復(fù)位電路可以用比較器，比較輸出發(fā)生反轉(zhuǎn)時(shí)產(chǎn)生復(fù)位脈沖；也可以用計(jì)數(shù)器，對(duì)輸入脈沖進(jìn)行計(jì)數(shù)，達(dá)到一定數(shù)值時(shí)產(chǎn)生復(fù)位。 2100433B

跳汰選礦具有處理量大、選別粒度范圍寬、操作簡(jiǎn)單、設(shè)備維護(hù)方便等優(yōu)點(diǎn)。華錫集團(tuán)長(zhǎng)坡礦選廠采用跳汰機(jī)預(yù)選丟棄尾礦已有二十多年的生產(chǎn)歷史，期間隨著原礦富礦資源的日益枯竭，生產(chǎn)原礦品位逐年降低，這就使得能在較粗粒級(jí)條件下選別丟棄尾礦的跳汰機(jī)設(shè)備，在處理大廠礦田中的錫石-多金屬硫化礦貧礦資源的選礦工藝中發(fā)揮愈來(lái)愈大的作用，并成為選礦廠舉足輕重的預(yù)選設(shè)備。

鋸齒波跳汰機(jī)JT-5型鋸齒波梯形跳汰機(jī)簡(jiǎn)介

JT-5型鋸齒波梯形跳汰機(jī)為單體結(jié)構(gòu)，主要由槽體、篩框、篩網(wǎng)、彈簧、隔膜、活動(dòng)錐斗、電磁調(diào)速電機(jī)、減速機(jī)構(gòu)、傳動(dòng)機(jī)構(gòu)等組成。梯形雙室槽體，下動(dòng)型驅(qū)動(dòng)形式，凸輪杠桿式機(jī)械傳動(dòng)機(jī)構(gòu)。該機(jī)的錐斗與杠桿相連接。壓縮彈簧壓緊杠桿上的滾輪使之與凸輪始終接觸，隨著凸輪的轉(zhuǎn)動(dòng)，杠桿通過(guò)頂桿帶動(dòng)錐斗按凸輪的鋸齒波曲線周期性脈動(dòng)，凸輪軸設(shè)有偏心，可以用來(lái)改變凸輪安裝的角度，并可得到不同形式的跳汰周期曲線和不同的沖程，沖次的調(diào)節(jié)是通過(guò)調(diào)節(jié)電磁調(diào)速電機(jī)來(lái)實(shí)現(xiàn)。

鋸齒波跳汰機(jī)錐斗的上升和下降速度是非對(duì)稱的。其脈動(dòng)曲線為鋸齒波形，壓程約占周期的1/3～1/4，吸程占2/3～3/4，壓程的平均速度很大，吸程的平均速度很小，周期一開始隔膜就以很快增加的加速度上升，這加速度成為床層抬起的重要作用力。由于鋸齒波形跳汰曲線本身的差動(dòng)性大，減少了對(duì)床層的強(qiáng)力吸啜，無(wú)須許多篩下補(bǔ)加水，加上跳汰室寬度變大，使得礦流平緩和穩(wěn)定，有利于回收重礦物并降低回收下限。

鋸齒波跳汰機(jī)床石采用比重為4～4.5g/cm³的磁黃鐵礦、黃鐵礦，其粒度為10～22mm，床石厚度為40～55mm；篩網(wǎng)的篩孔規(guī)格為8mm×8mm和6mm×6mm，兩室篩板有效面積為3.89m²。

鋸齒波跳汰機(jī)鋸齒波跳汰機(jī)存在的問(wèn)題

（1）JT-5型鋸齒波雙室跳汰機(jī)

該型鋸齒波跳汰機(jī)在生產(chǎn)實(shí)踐中主要存在如下幾方面問(wèn)題：

①兩室共用一個(gè)傳動(dòng)機(jī)構(gòu)。由于兩個(gè)跳汰室的沖程大小難于調(diào)節(jié)一致、錐斗承重變化大，易引起傳動(dòng)杠桿兩端受力不均勻，導(dǎo)致傳動(dòng)機(jī)構(gòu)極易發(fā)生故障。②由于兩室的沖程、沖次等操作參數(shù)不能單獨(dú)調(diào)節(jié)，不利于各室精礦質(zhì)量和產(chǎn)率按照工藝流程的需要進(jìn)行調(diào)控。③兩室之間沒有篩板落差，既不利于第二室貧粗精礦分選指標(biāo)的單獨(dú)調(diào)控，也不利于處理量的提高。④承篩梁的鋼板強(qiáng)度不夠，容易發(fā)生斷裂。

（2）JT3-1型鋸齒波單室跳汰機(jī)

該型單室跳汰機(jī)在生產(chǎn)應(yīng)用中，主要存在給礦端篩下脈動(dòng)上升水壓小、床層松散度不夠，給礦量稍大就易造成給礦端礦石堆積、有效分選床面變小，丟棄尾礦品位偏高，凸輪磨損快使跳汰機(jī)沖程容易變小以及方孔篩篩網(wǎng)易堵塞等問(wèn)題。生產(chǎn)實(shí)踐表明，單室鋸齒波型跳汰機(jī)對(duì)給礦性質(zhì)變化的適應(yīng)性較差，分選指標(biāo)的波動(dòng)也較大，跳汰丟棄尾礦品位較高，含錫、鉛、鋅分別為0.13%、0.11%和0.70%左右，尾礦中錫、鉛、鋅金屬損失率分別達(dá)到5%、6%和9%以上。

鋸齒波跳汰機(jī)鋸齒波跳汰機(jī)的改進(jìn)情況

針對(duì)JT-5和JT3-1型鋸齒波跳汰機(jī)在生產(chǎn)應(yīng)用中所存在的設(shè)備缺陷及影響分選指標(biāo)的問(wèn)題，在2005年底進(jìn)行廠內(nèi)工藝流程技改時(shí)，攻關(guān)組對(duì)設(shè)備廠商原先生產(chǎn)的JT-5型雙室跳汰機(jī)提出了改進(jìn)意見。改進(jìn)后的設(shè)備命名為JT5-2型鋸齒波跳汰機(jī)，改進(jìn)前后的雙室跳汰機(jī)見圖1和圖2，具體改進(jìn)內(nèi)容及目的為：

(1)鼓膜傳動(dòng)機(jī)構(gòu)由雙室單傳動(dòng)機(jī)構(gòu)改為雙室雙傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，以利于各室操作參數(shù)及精礦質(zhì)量和產(chǎn)率等方面的調(diào)節(jié)，確保篩面床層的松散度均勻、大大降低傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的故障率。

(2)在跳汰兩室之間增加篩板落差，落差為120mm，以利于各室床層厚度、沖次等參數(shù)的靈活調(diào)節(jié)，滿足不同性質(zhì)給礦及礦量變化的選別需要，使跳汰產(chǎn)品指標(biāo)滿足技改工藝流程的技術(shù)需要。

(3)加固承篩梁，改進(jìn)床石格框型式，以利于分選床層的平穩(wěn)流動(dòng)，減少承篩梁斷裂的故障率。把方孔型篩網(wǎng)改為長(zhǎng)條型篩網(wǎng)，盡可能減少篩孔的堵塞率。

(4)傳動(dòng)凸輪大小由原用沖程25mm改為30mm，以提高單個(gè)凸輪的使用壽命和沖程的生產(chǎn)調(diào)節(jié)頻率。

鋸齒波跳汰機(jī)改進(jìn)型雙室跳汰機(jī)的生產(chǎn)效果

JT5-2改進(jìn)型雙室跳汰機(jī)于2006年1月底投入生產(chǎn)應(yīng)用。生產(chǎn)實(shí)踐表明：改進(jìn)型雙室跳汰機(jī)的設(shè)備故障率較低、操作參數(shù)調(diào)節(jié)靈活，對(duì)給礦量波動(dòng)和礦石性質(zhì)變化具有較強(qiáng)的適應(yīng)性，第一室跳汰尾礦經(jīng)過(guò)第二室跳汰選別，不僅可把關(guān)性地回收較大部分有價(jià)金屬礦物粗粒連生體和細(xì)粒單體，而且還可根據(jù)生產(chǎn)需要產(chǎn)出貧富兩種精礦，這就實(shí)現(xiàn)了貧富分磨，減少了錫石過(guò)粉碎的現(xiàn)象，為提高錫選礦回收率創(chuàng)造了有利的條件。消除了給礦量短時(shí)偏大而造成丟棄尾礦金屬品位偏高的不利影響，生產(chǎn)操作的穩(wěn)定性相對(duì)較好，分選指標(biāo)相對(duì)穩(wěn)定可靠，設(shè)備處理能力由原用單室跳汰機(jī)的平均5t/(臺(tái)·h)左右，提高到8t/(臺(tái)·h)以上。丟廢率由39%提高到50%左右，選廠生產(chǎn)能力也由1700t/d提高到2000t/d，選廠初步實(shí)現(xiàn)了擴(kuò)大規(guī)模生產(chǎn)、降低單位生產(chǎn)成本和提高選礦技術(shù)指標(biāo)的經(jīng)營(yíng)目標(biāo)。