真空爐紅外溫度監(jiān)控系統(tǒng)的研究
發(fā)布時間:2021-05-15 22:28
真空爐熱處理設(shè)備具備對環(huán)境無污染的優(yōu)勢,不用進行三廢的處理,隨著真空爐熱處理技術(shù)日益進步,人們在社會生產(chǎn)中對真空爐的應(yīng)用也越來越廣泛。加熱爐是真空熱處理系統(tǒng)中的核心部件,對其溫度的測量和控制顯得格外重要。能夠?qū)崟r對真空爐中的溫度進行準(zhǔn)確測量顯示,并能快速的對真空爐爐體的溫度進行控制,這樣對進行真空熱處理材料的熱反應(yīng)和加工工藝的提升有著非常重要的作用。本論文的設(shè)計以實現(xiàn)對真空爐的溫度進行實時準(zhǔn)確測量和快速的溫度控制為目標(biāo)。通過對比接觸式與非接觸式的測溫的優(yōu)勢與弊端,本文選擇非接觸式紅外的測溫方式,并通過在真空爐觀察窗口加入氣管吹塵的方式,實現(xiàn)了測溫儀能夠長時間連續(xù)對真空爐測溫。由于利用非接觸紅外測溫方式存在受發(fā)射率影響測溫值的弊端,且目標(biāo)發(fā)射率并不唯一,還隨著溫度的變化而變化,通過利用雙波比值的方式對目標(biāo)發(fā)射率進行修正,其大大提高了測溫儀測量的精確度,并利用ANSYS軟件有限元思想將真空爐電磁加熱爐的溫度場進行初步探索。在確定了真空爐溫度的測量方式后,本文設(shè)計了真空爐溫度監(jiān)控系統(tǒng)硬件各個部分的方案,包含著光路、電源及數(shù)據(jù)傳輸?shù)炔糠帧k娫闯潆姷姆绞讲捎昧讼冗M的無線充電方式。數(shù)據(jù)的發(fā)送與接收...
【文章來源】:長春工業(yè)大學(xué)吉林省
【文章頁數(shù)】:70 頁
【學(xué)位級別】:碩士
【文章目錄】:
摘要
Abstract
第1章 緒論
1.1 論文的選題背景及意義
1.2 真空爐溫度監(jiān)控技術(shù)在國內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀及趨勢
1.3 論文的研究內(nèi)容
1.4 本章小結(jié)
第2章 真空爐測溫方式對比及選擇
2.1 接觸式測量溫度方式
2.2 非接觸式紅外測溫法
2.2.1 紅外測溫的理論基礎(chǔ)
2.2.2 不同非接觸測溫方式簡介
2.3 真空爐連續(xù)測溫方式的確定
2.4 本章小結(jié)
第3章 真空爐溫度監(jiān)控系統(tǒng)的硬件設(shè)計
3.1 真空爐測溫系統(tǒng)的光路設(shè)計
3.2 光電探測器及濾光片的確定
3.3 真空爐紅外測溫法監(jiān)測系統(tǒng)的電路設(shè)計
3.3.1 主控芯片的確定
3.3.2 信號放大電路的設(shè)計
3.3.3 數(shù)據(jù)存儲
3.3.4 供電電源部分
3.3.5 電機選擇及驅(qū)動電路設(shè)計
3.3.6 數(shù)據(jù)傳輸
3.4 氣體吹塵結(jié)構(gòu)的設(shè)計
3.5 上位機設(shè)計
3.6 真空爐溫度控制的硬件設(shè)計方案
3.7 本章小結(jié)
第4章 真空爐溫度控制方式的仿真及分析
4.1 爐溫控制方式的確定
4.2 模糊自適應(yīng)PID控制算法
4.2.1 模糊控制的原理
4.2.2 模糊控制的特點
4.2.3 模糊化語言的建立
4.2.4 精確化
4.2.5 模糊規(guī)則庫的建立
4.3 溫度控制的應(yīng)用仿真分析
4.3.1 溫度對象數(shù)學(xué)模型的建立
4.3.2 仿真部分
4.3.3 應(yīng)用分析部分
4.4 本章小結(jié)
第5章 目標(biāo)溫度場模型的研究
5.1 加熱爐溫度場模型初探
5.1.1 熱輻射和熱輻射率
5.1.2 加熱爐溫度場的經(jīng)典熱分析和有限元分析
5.2 ANSYS軟件的初識
5.3 ANSYS軟件對電磁加熱爐的分析
5.4 本章小結(jié)
第6章 真空爐溫度監(jiān)控實驗建立與數(shù)據(jù)分析
6.1 真空爐溫度監(jiān)控平臺的搭建
6.2 測溫儀的定標(biāo)與標(biāo)定
6.2.1 定標(biāo)
6.2.2 標(biāo)定
6.3 現(xiàn)場實驗數(shù)據(jù)的采集及其誤差分析
6.3.1 數(shù)據(jù)的采集
6.3.2 誤差分析
6.4 本章小結(jié)
第7章 總結(jié)
致謝
參考文獻
作者簡介
攻讀學(xué)位期間研究成果
【參考文獻】:
期刊論文
[1]補償強反光體表面紅外測溫誤差的算法研究[J]. 魏紹亮,王敬山,韓連偉,馮振威,程奉玉. 激光與紅外. 2019(02)
[2]基于MCU的無刷直流電機控制系統(tǒng)剖析[J]. 王慶. 電子世界. 2018(11)
[3]基于CAN總線的紅外測溫系統(tǒng)設(shè)計[J]. 徐侃,張鳳登. 電子測量技術(shù). 2018(10)
[4]真空熱處理爐檢測裝置改造設(shè)計[J]. 馬培鳳,王海林,田磊,許曉艷,羅楨,王紫昀. 測控技術(shù). 2018(02)
[5]模糊自適應(yīng)PID控制在電阻爐溫控中的應(yīng)用仿真[J]. 華磊,張成濤,陸文祺,王佳奇. 廣西科技大學(xué)學(xué)報. 2018(01)
[6]基于模糊自適應(yīng)PID控制的速度調(diào)節(jié)器設(shè)計與仿真[J]. 金愛娟,鄭天翔,紀(jì)晨燁,蘇俊豪,蔣育晟,郝陳祥. 電子科技. 2018(01)
[7]ANSYS在真空爐溫度場建模研究中的應(yīng)用[J]. 王躍飛,馮志強,張圓圓,雷金輝,黃宜軍. 中國有色冶金. 2017(06)
[8]真空低溫環(huán)境下超大面源黑體現(xiàn)場校準(zhǔn)技術(shù)[J]. 張玉國,孫紅勝,魏樹弟,楊旺林,任小婉,孫廣尉,張林軍. 紅外與激光工程. 2017(07)
[9]基于變論域自適應(yīng)模糊PID的注塑機溫控系統(tǒng)研究[J]. 張鵬,馮顯英,霍睿,陳進偉. 組合機床與自動化加工技術(shù). 2017(07)
[10]機器人智能控制策略研究[J]. 楊立波,徐志強. 信息記錄材料. 2016(05)
博士論文
[1]紅外隱真與示假中的若干熱物理問題研究[D]. 江利鋒.中國科學(xué)技術(shù)大學(xué) 2009
碩士論文
[1]基于底槍的AOD爐紅外溫度監(jiān)控系統(tǒng)的溫度補償研究[D]. 楊顯濤.長春工業(yè)大學(xué) 2018
[2]真空加熱觀測實驗平臺設(shè)計開發(fā)[D]. 高常青.山東大學(xué) 2017
[3]基于徑向基函數(shù)的超聲波測溫溫度場重建方法研究與系統(tǒng)設(shè)計[D]. 李昊.重慶大學(xué) 2017
[4]真空爐溫度場測試系統(tǒng)研究與開發(fā)[D]. 束軍.昆明理工大學(xué) 2017
[5]基于智能移動設(shè)備的非接觸式生物傳感器的研制[D]. 張鳳玲.東南大學(xué) 2017
[6]釩鈦磁鐵礦內(nèi)配碳球團內(nèi)部溫度場模擬及實驗研究[D]. 趙均輝.西華大學(xué) 2016
[7]AOD爐濺渣護爐控制方法的研究[D]. 徐成勝.長春工業(yè)大學(xué) 2016
[8]基于硅光電池的便攜式金標(biāo)檢測儀的研究與實現(xiàn)[D]. 王振江.中國計量學(xué)院 2016
[9]一種高性能IGBT驅(qū)動電路設(shè)計[D]. 胥林江.電子科技大學(xué) 2015
[10]基于自適應(yīng)卡爾曼觀測器的永磁同步電機系統(tǒng)速度控制[D]. 王錚.天津大學(xué) 2014
本文編號:3188446
【文章來源】:長春工業(yè)大學(xué)吉林省
【文章頁數(shù)】:70 頁
【學(xué)位級別】:碩士
【文章目錄】:
摘要
Abstract
第1章 緒論
1.1 論文的選題背景及意義
1.2 真空爐溫度監(jiān)控技術(shù)在國內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀及趨勢
1.3 論文的研究內(nèi)容
1.4 本章小結(jié)
第2章 真空爐測溫方式對比及選擇
2.1 接觸式測量溫度方式
2.2 非接觸式紅外測溫法
2.2.1 紅外測溫的理論基礎(chǔ)
2.2.2 不同非接觸測溫方式簡介
2.3 真空爐連續(xù)測溫方式的確定
2.4 本章小結(jié)
第3章 真空爐溫度監(jiān)控系統(tǒng)的硬件設(shè)計
3.1 真空爐測溫系統(tǒng)的光路設(shè)計
3.2 光電探測器及濾光片的確定
3.3 真空爐紅外測溫法監(jiān)測系統(tǒng)的電路設(shè)計
3.3.1 主控芯片的確定
3.3.2 信號放大電路的設(shè)計
3.3.3 數(shù)據(jù)存儲
3.3.4 供電電源部分
3.3.5 電機選擇及驅(qū)動電路設(shè)計
3.3.6 數(shù)據(jù)傳輸
3.4 氣體吹塵結(jié)構(gòu)的設(shè)計
3.5 上位機設(shè)計
3.6 真空爐溫度控制的硬件設(shè)計方案
3.7 本章小結(jié)
第4章 真空爐溫度控制方式的仿真及分析
4.1 爐溫控制方式的確定
4.2 模糊自適應(yīng)PID控制算法
4.2.1 模糊控制的原理
4.2.2 模糊控制的特點
4.2.3 模糊化語言的建立
4.2.4 精確化
4.2.5 模糊規(guī)則庫的建立
4.3 溫度控制的應(yīng)用仿真分析
4.3.1 溫度對象數(shù)學(xué)模型的建立
4.3.2 仿真部分
4.3.3 應(yīng)用分析部分
4.4 本章小結(jié)
第5章 目標(biāo)溫度場模型的研究
5.1 加熱爐溫度場模型初探
5.1.1 熱輻射和熱輻射率
5.1.2 加熱爐溫度場的經(jīng)典熱分析和有限元分析
5.2 ANSYS軟件的初識
5.3 ANSYS軟件對電磁加熱爐的分析
5.4 本章小結(jié)
第6章 真空爐溫度監(jiān)控實驗建立與數(shù)據(jù)分析
6.1 真空爐溫度監(jiān)控平臺的搭建
6.2 測溫儀的定標(biāo)與標(biāo)定
6.2.1 定標(biāo)
6.2.2 標(biāo)定
6.3 現(xiàn)場實驗數(shù)據(jù)的采集及其誤差分析
6.3.1 數(shù)據(jù)的采集
6.3.2 誤差分析
6.4 本章小結(jié)
第7章 總結(jié)
致謝
參考文獻
作者簡介
攻讀學(xué)位期間研究成果
【參考文獻】:
期刊論文
[1]補償強反光體表面紅外測溫誤差的算法研究[J]. 魏紹亮,王敬山,韓連偉,馮振威,程奉玉. 激光與紅外. 2019(02)
[2]基于MCU的無刷直流電機控制系統(tǒng)剖析[J]. 王慶. 電子世界. 2018(11)
[3]基于CAN總線的紅外測溫系統(tǒng)設(shè)計[J]. 徐侃,張鳳登. 電子測量技術(shù). 2018(10)
[4]真空熱處理爐檢測裝置改造設(shè)計[J]. 馬培鳳,王海林,田磊,許曉艷,羅楨,王紫昀. 測控技術(shù). 2018(02)
[5]模糊自適應(yīng)PID控制在電阻爐溫控中的應(yīng)用仿真[J]. 華磊,張成濤,陸文祺,王佳奇. 廣西科技大學(xué)學(xué)報. 2018(01)
[6]基于模糊自適應(yīng)PID控制的速度調(diào)節(jié)器設(shè)計與仿真[J]. 金愛娟,鄭天翔,紀(jì)晨燁,蘇俊豪,蔣育晟,郝陳祥. 電子科技. 2018(01)
[7]ANSYS在真空爐溫度場建模研究中的應(yīng)用[J]. 王躍飛,馮志強,張圓圓,雷金輝,黃宜軍. 中國有色冶金. 2017(06)
[8]真空低溫環(huán)境下超大面源黑體現(xiàn)場校準(zhǔn)技術(shù)[J]. 張玉國,孫紅勝,魏樹弟,楊旺林,任小婉,孫廣尉,張林軍. 紅外與激光工程. 2017(07)
[9]基于變論域自適應(yīng)模糊PID的注塑機溫控系統(tǒng)研究[J]. 張鵬,馮顯英,霍睿,陳進偉. 組合機床與自動化加工技術(shù). 2017(07)
[10]機器人智能控制策略研究[J]. 楊立波,徐志強. 信息記錄材料. 2016(05)
博士論文
[1]紅外隱真與示假中的若干熱物理問題研究[D]. 江利鋒.中國科學(xué)技術(shù)大學(xué) 2009
碩士論文
[1]基于底槍的AOD爐紅外溫度監(jiān)控系統(tǒng)的溫度補償研究[D]. 楊顯濤.長春工業(yè)大學(xué) 2018
[2]真空加熱觀測實驗平臺設(shè)計開發(fā)[D]. 高常青.山東大學(xué) 2017
[3]基于徑向基函數(shù)的超聲波測溫溫度場重建方法研究與系統(tǒng)設(shè)計[D]. 李昊.重慶大學(xué) 2017
[4]真空爐溫度場測試系統(tǒng)研究與開發(fā)[D]. 束軍.昆明理工大學(xué) 2017
[5]基于智能移動設(shè)備的非接觸式生物傳感器的研制[D]. 張鳳玲.東南大學(xué) 2017
[6]釩鈦磁鐵礦內(nèi)配碳球團內(nèi)部溫度場模擬及實驗研究[D]. 趙均輝.西華大學(xué) 2016
[7]AOD爐濺渣護爐控制方法的研究[D]. 徐成勝.長春工業(yè)大學(xué) 2016
[8]基于硅光電池的便攜式金標(biāo)檢測儀的研究與實現(xiàn)[D]. 王振江.中國計量學(xué)院 2016
[9]一種高性能IGBT驅(qū)動電路設(shè)計[D]. 胥林江.電子科技大學(xué) 2015
[10]基于自適應(yīng)卡爾曼觀測器的永磁同步電機系統(tǒng)速度控制[D]. 王錚.天津大學(xué) 2014
本文編號:3188446
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