鋸齒波

鋸齒波電學領域

我們平時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刻形成的，而是通過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。當電流強度在直線上升的過程中，磁場強度逐步增強，電子束偏轉幅度逐漸加大，在屏幕上掃過，通過電子束不同時刻強弱的不同形成不同色調(diào)和亮度的光柵格；而當電流強度突然降低時，磁場強度隨之驟降，電子束迅速返回初始位置，開始下一輪掃描。

能周期地產(chǎn)生鋸齒形信號的電路，又稱掃描電路或時基發(fā)生器。鋸齒電壓或電流的波形如圖1,T為掃描周期,T1為掃描時間,T2為回掃時間。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充放電電路構成的他激式鋸齒電壓波發(fā)生電路。當輸入端為圖2b所示的脈沖電壓u_i所控制時, 晶體管等效為一電子開關。當u_i處于T₁期間,晶體管截止,電源電壓E_c通過電阻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,晶體管導通，C上電荷通過它放電,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，則可以近似地認為在T期間u₀是線性增長的。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。恒流源充電或電容負反饋的鋸齒波發(fā)生器可達到這一要求 。

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

輸出電壓u₀隨時間呈線性變化。當K閉合時，u₀即隨C的放電而迅速下降。只要開關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)生器的負載是電感線圈。當工作頻率較低，且線圈的分布電容可以忽略時，電感線圈的作用可以用集總電感L_y和集總電阻R_y來代表（圖4）。晶體管T構成一個線性電流放大器,激勵信號電壓u_i是鋸齒電壓波,流過L_y的電流i_y是鋸齒電流波（圖5a），相應的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，這個波形稱為鋸齒脈沖波。在實際電路中,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)表示鋸齒波的表達式是A=2a(ft-[ft])-a（f為頻率，a為振幅）。方括號為向下取整函數(shù)，或高斯函數(shù)。

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

鋸齒波跳汰機（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。JT1070/2鋸齒波跳汰機屬于單列雙室下動式跳汰機，它利用水做為選礦介質(zhì)，按有用礦物與脈石的比重（密度）差進行分選。該型號跳汰機因其產(chǎn)生的脈動曲線呈鋸齒波形，具有上升水流均勻，下降水流迅急的特點，正常工作時產(chǎn)生的水流波動曲線呈鋸齒波型，增強了跳汰選礦過程中的吸入作用，極有利于細粒級礦物的回收，并且具有省水和連續(xù)工作的特點。鋸齒波跳汰機主要用于鎢、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。

鋸齒波跳汰機鋸齒波跳汰機特點

1、結構緊湊，占地面積小，單位面積處理能力大。 JT1070/2跳汰機采用下動式傳動結構，設跳汰機設備結構更加緊湊，單位占地面積處理能力較大。

2、采用凸輪機構傳動，產(chǎn)生的鋸齒波形脈動曲線使跳汰上升水流均勻，下降水流迅急，有效提高了細粒級有用礦物的回收率，對細粒度物料的選礦效果絕佳。

3、具有省水，連續(xù)工作的特點。

4、沖程，沖次調(diào)節(jié)方便，安裝與維護簡單。

鋸齒波跳汰機鋸齒波型跳汰機技術參數(shù)

又稱掃描電路或時基發(fā)生器。與時間成比例地上升、下降的電壓或電流波形稱鋸齒波，也稱掃描波。對周期確定的脈沖進行積分，即可產(chǎn)生鋸齒波。為了在示波器上顯示各種波形，需在Y軸上加上信號電壓，X軸上加上鋸齒波，對電子束進行掃描，因此常應用于雷達、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發(fā)生。圖1a是鋸齒波發(fā)生器的基本原理圖。當電路中的開關(S)打開時，輸出uC的波形就是RC積分器的階躍響應：uC=E(1－e?t/τ?)式中τ=RC。當τ&t，，因此uC變小，為了彌補此缺點，可考慮圖1b的形式，在該圖中附加一個電壓源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接地點，可在A點也可在B點接地，兩個不同接地點的結果形成兩個不同的電路，前者是密勒積分鋸齒波電路，后者為自舉電路。實際電路中常插入運算放大器。由于運算放大器的存在，密勒電路中的C實際增大了(1－G)倍，G為運算放大器的增益。與RC積分電路相比，盡管τ增為(1－G)倍，但輸出u0并不會變小。圖2是密勒積分的鋸齒波發(fā)生器的實用電路與輸出波形。密勒電路和自舉電路還可構成階梯波發(fā)生器，為了得到恒定的階躍幅度Δu0的階梯波，必須有復位電路。復位電路可以用比較器，比較輸出發(fā)生反轉時產(chǎn)生復位脈沖；也可以用計數(shù)器，對輸入脈沖進行計數(shù)，達到一定數(shù)值時產(chǎn)生復位。 2100433B

跳汰選礦具有處理量大、選別粒度范圍寬、操作簡單、設備維護方便等優(yōu)點。華錫集團長坡礦選廠采用跳汰機預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條件下選別丟棄尾礦的跳汰機設備，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)揮愈來愈大的作用，并成為選礦廠舉足輕重的預選設備。

鋸齒波跳汰機JT-5型鋸齒波梯形跳汰機簡介

JT-5型鋸齒波梯形跳汰機為單體結構，主要由槽體、篩框、篩網(wǎng)、彈簧、隔膜、活動錐斗、電磁調(diào)速電機、減速機構、傳動機構等組成。梯形雙室槽體，下動型驅(qū)動形式，凸輪杠桿式機械傳動機構。該機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，隨著凸輪的轉動，杠桿通過頂桿帶動錐斗按凸輪的鋸齒波曲線周期性脈動，凸輪軸設有偏心，可以用來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)是通過調(diào)節(jié)電磁調(diào)速電機來實現(xiàn)。

鋸齒波跳汰機錐斗的上升和下降速度是非對稱的。其脈動曲線為鋸齒波形，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性大，減少了對床層的強力吸啜，無須許多篩下補加水，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。

鋸齒波跳汰機鋸齒波跳汰機存在的問題

（1）JT-5型鋸齒波雙室跳汰機

該型鋸齒波跳汰機在生產(chǎn)實踐中主要存在如下幾方面問題：

①兩室共用一個傳動機構。由于兩個跳汰室的沖程大小難于調(diào)節(jié)一致、錐斗承重變化大，易引起傳動杠桿兩端受力不均勻，導致傳動機構極易發(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的單獨調(diào)控，也不利于處理量的提高。④承篩梁的鋼板強度不夠，容易發(fā)生斷裂。

（2）JT3-1型鋸齒波單室跳汰機

該型單室跳汰機在生產(chǎn)應用中，主要存在給礦端篩下脈動上升水壓小、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沖程容易變小以及方孔篩篩網(wǎng)易堵塞等問題。生產(chǎn)實踐表明，單室鋸齒波型跳汰機對給礦性質(zhì)變化的適應性較差，分選指標的波動也較大，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到5%、6%和9%以上。

鋸齒波跳汰機鋸齒波跳汰機的改進情況

針對JT-5和JT3-1型鋸齒波跳汰機在生產(chǎn)應用中所存在的設備缺陷及影響分選指標的問題，在2005年底進行廠內(nèi)工藝流程技改時，攻關組對設備廠商原先生產(chǎn)的JT-5型雙室跳汰機提出了改進意見。改進后的設備命名為JT5-2型鋸齒波跳汰機，改進前后的雙室跳汰機見圖1和圖2，具體改進內(nèi)容及目的為：

(1)鼓膜傳動機構由雙室單傳動機構改為雙室雙傳動機構，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、大大降低傳動機構的故障率。

(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)品指標滿足技改工藝流程的技術需要。

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

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

鋸齒波跳汰機改進型雙室跳汰機的生產(chǎn)效果

JT5-2改進型雙室跳汰機于2006年1月底投入生產(chǎn)應用。生產(chǎn)實踐表明：改進型雙室跳汰機的設備故障率較低、操作參數(shù)調(diào)節(jié)靈活，對給礦量波動和礦石性質(zhì)變化具有較強的適應性，第一室跳汰尾礦經(jīng)過第二室跳汰選別，不僅可把關性地回收較大部分有價金屬礦物粗粒連生體和細粒單體，而且還可根據(jù)生產(chǎn)需要產(chǎn)出貧富兩種精礦，這就實現(xiàn)了貧富分磨，減少了錫石過粉碎的現(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)定性相對較好，分選指標相對穩(wěn)定可靠，設備處理能力由原用單室跳汰機的平均5t/(臺·h)左右，提高到8t/(臺·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，選廠初步實現(xiàn)了擴大規(guī)模生產(chǎn)、降低單位生產(chǎn)成本和提高選礦技術指標的經(jīng)營目標。