功率超聲珩磨聲場測量的智能數據采集系統(tǒng)設計與實現(xiàn)
發(fā)布時間:2021-06-19 12:14
超聲珩磨加工是一種應用廣泛的先進加工方法,在加工時由于超聲的存在,會在液體的局部區(qū)域產生空化效應,伴隨著針對空化效應的研究不斷深入,對數據量的需求也在增大。數字示波器是如今在研究被大量使用的測量儀器,但是示波器本身存儲深度有限,界面操作存在一定的復雜性,不能實現(xiàn)連續(xù)不間斷的采集與存儲。故而本文進行了水聽器測空化聲場的測量實驗,采用了將示波器原有采集模塊與工控機相結合的方式,利用B-4Pin線傳輸數據,使用Labview進行軟件編輯工作,建立了一套利用示波器進行數據采集的系統(tǒng),本文主要工作如下:(1)在實驗室進行大量理論研究的基礎下,分析與講述了超聲空化聲場機理,搭建水聽器測超聲空化的聲場的實驗平臺,進行不同濃度碳化硅溶液的聲場聲壓值測量,對實驗數據進行了采集,為下一步工作提供數據準備。并進行聲場聲壓值仿真,利用聲場機理計算出預警值為150mV。(2)在得到原始數據的基礎上,結合使用的工控機系統(tǒng)與示波器信號,進行了系統(tǒng)的規(guī)劃。選擇了工控機設備,確定了數據的通信傳輸模塊。決定使用Labview軟件進行程序編輯,得出了需要設計的數據采集、數據存儲、預警系統(tǒng)三個模塊,并且對其基本功能進行敘述。...
【文章來源】:中北大學山西省
【文章頁數】:62 頁
【學位級別】:碩士
【部分圖文】:
聲壓推導圖
纜傳輸至示波器,變?yōu)榭梢宰x出和記錄的信號。雖然水聽器可以得到測量時刻的瞬時電壓值,但是因為整個試驗裝置振動的高頻性,我們并不能從示波器上直接讀取瞬時的電壓值,而直接使用 U 盤對示波器采集的數據也沒有時間值,我們就只能選擇一段時間來記錄示波器產生的電壓值,并且在利用示波器記錄數據時,保證位置相同,時間不同,將多次測量得到的有效電壓值取平均值,然后進行后處理,變?yōu)槲覀兿胍穆晧褐,該聲壓值即為有效聲壓值。本文試驗所采用水聽器的是杭州邁煌有限公司生產(型號為 RHS-10),壓電陶瓷被包裹在透聲橡膠里,既可以進行聲壓測量,又可以對壓電陶瓷進行保護。其工作頻率范圍:1kHz~200kHz,線性頻率范圍:1kHz~100kHz,低頻接收靈敏度:-210dB,水平指向性:±2dB(200kHz),垂直指向性:±2.5dB(200kHz,240°范圍),最大工作深度:300 米。水聽器屬于易碎原件,在使用和搬運中要注意保護,應多在水下使用,具有良好的不透水性。因為原理、構造、特性的不同,水聽器分為多種,本文使用的是壓電陶瓷水聽器的一種。
圖 2.2 接受靈敏度2.3.5 實驗結果(1)水與碳化硅溶液空化聲場對比圖實驗中,提前配置好碳化硅濃度為 0.01kg/L,并且與清水的情況進行比較,選作為初始液體介質,選取距珩磨頭中心點 10mm 處,待超聲發(fā)生器工作一段時間后置水聽器,為了防止工作時間過長,液體溫度提高對空化聲場產生影響,故選取一間內的 5 個點,以時間為 s 為間隔取點,所測的這幾個點的聲壓值如圖 2.3 所示
【參考文獻】:
期刊論文
[1]外圓超聲珩磨加工試驗研究[J]. 馬臻,祝錫晶,張穎. 工具技術. 2018(01)
[2]基于尺度效應的超聲珩磨磨削力建模及仿真[J]. 葉林征,祝錫晶,王建青,郭策. 組合機床與自動化加工技術. 2016(03)
[3]基于Matlab的超聲空化場測量與可視化分析[J]. 郭璇,楊艷玲,李星,周志偉,冀思揚,韓星航,王帥,曾慶品,張浩. 中國環(huán)境科學. 2016(03)
[4]智能制造——“中國制造2025”的主攻方向[J]. 周濟. 中國機械工程. 2015(17)
[5]弱酸試紙法測量功率超聲珩磨空化聲場的研究[J]. 劉國東,祝錫晶,郭策. 應用聲學. 2014(03)
[6]基于MATLAB的超聲空化場表征與三維可視化[J]. 劉麗艷,聞精精,楊洋,譚蔚. 天津大學學報(自然科學與工程技術版). 2013(12)
[7]功率超聲珩磨磨削區(qū)單空化泡動力學及其輻射聲場[J]. 劉國東,祝錫晶,郭策. 中北大學學報(自然科學版). 2013(04)
[8]基于HP54600A的數據采集系統(tǒng)設計[J]. 周云,李世平,文超斌,羅鵬. 陜西理工學院學報(自然科學版). 2011(01)
[9]空化與空蝕研究[J]. 陳大融. 中國基礎科學. 2010(06)
[10]旋轉超聲加工技術研究進展[J]. 鄭書友,馮平法,徐西鵬. 清華大學學報(自然科學版). 2009(11)
博士論文
[1]功率超聲珩磨磨削區(qū)空化效應基礎研究[D]. 劉國東.中北大學 2013
[2]功率超聲振動珩磨技術的基礎與應用研究[D]. 祝錫晶.南京航空航天大學 2007
碩士論文
[1]基于LabVIEW的示波器自動測試系統(tǒng)的設計與實現(xiàn)[D]. 蘇晨.北京交通大學 2018
[2]功率超聲珩磨裝置參數化設計及其制圖系統(tǒng)開發(fā)[D]. 張穎.中北大學 2018
[3]功率超聲振動珩磨空化聲場研究[D]. 凌岑.中北大學 2018
[4]NX環(huán)境下功率超聲珩磨裝置的參數化設計[D]. 張樂林.中北大學 2016
[5]基于數字存儲示波器的數據采集與處理[D]. 田麗華.西安電子科技大學 2015
[6]基于windows平臺的數字示波器顯示與處理軟件的設計與實現(xiàn)[D]. 吳蘭.東南大學 2015
[7]基于KBE的功率超聲珩磨裝置CAD/CAE系統(tǒng)的研究開發(fā)[D]. 史麗媛.中北大學 2013
[8]功率超聲珩磨裝置參數化設計關鍵技術研究[D]. 馬繼召.中北大學 2012
[9]6GSPS數字存儲示波器數據采集系統(tǒng)的硬件設計[D]. 陳友學.電子科技大學 2012
[10]壓電聲波器件的多場耦合問題ANSYS模擬與分析[D]. 怡曉玲.蘭州大學 2009
本文編號:3237792
【文章來源】:中北大學山西省
【文章頁數】:62 頁
【學位級別】:碩士
【部分圖文】:
聲壓推導圖
纜傳輸至示波器,變?yōu)榭梢宰x出和記錄的信號。雖然水聽器可以得到測量時刻的瞬時電壓值,但是因為整個試驗裝置振動的高頻性,我們并不能從示波器上直接讀取瞬時的電壓值,而直接使用 U 盤對示波器采集的數據也沒有時間值,我們就只能選擇一段時間來記錄示波器產生的電壓值,并且在利用示波器記錄數據時,保證位置相同,時間不同,將多次測量得到的有效電壓值取平均值,然后進行后處理,變?yōu)槲覀兿胍穆晧褐,該聲壓值即為有效聲壓值。本文試驗所采用水聽器的是杭州邁煌有限公司生產(型號為 RHS-10),壓電陶瓷被包裹在透聲橡膠里,既可以進行聲壓測量,又可以對壓電陶瓷進行保護。其工作頻率范圍:1kHz~200kHz,線性頻率范圍:1kHz~100kHz,低頻接收靈敏度:-210dB,水平指向性:±2dB(200kHz),垂直指向性:±2.5dB(200kHz,240°范圍),最大工作深度:300 米。水聽器屬于易碎原件,在使用和搬運中要注意保護,應多在水下使用,具有良好的不透水性。因為原理、構造、特性的不同,水聽器分為多種,本文使用的是壓電陶瓷水聽器的一種。
圖 2.2 接受靈敏度2.3.5 實驗結果(1)水與碳化硅溶液空化聲場對比圖實驗中,提前配置好碳化硅濃度為 0.01kg/L,并且與清水的情況進行比較,選作為初始液體介質,選取距珩磨頭中心點 10mm 處,待超聲發(fā)生器工作一段時間后置水聽器,為了防止工作時間過長,液體溫度提高對空化聲場產生影響,故選取一間內的 5 個點,以時間為 s 為間隔取點,所測的這幾個點的聲壓值如圖 2.3 所示
【參考文獻】:
期刊論文
[1]外圓超聲珩磨加工試驗研究[J]. 馬臻,祝錫晶,張穎. 工具技術. 2018(01)
[2]基于尺度效應的超聲珩磨磨削力建模及仿真[J]. 葉林征,祝錫晶,王建青,郭策. 組合機床與自動化加工技術. 2016(03)
[3]基于Matlab的超聲空化場測量與可視化分析[J]. 郭璇,楊艷玲,李星,周志偉,冀思揚,韓星航,王帥,曾慶品,張浩. 中國環(huán)境科學. 2016(03)
[4]智能制造——“中國制造2025”的主攻方向[J]. 周濟. 中國機械工程. 2015(17)
[5]弱酸試紙法測量功率超聲珩磨空化聲場的研究[J]. 劉國東,祝錫晶,郭策. 應用聲學. 2014(03)
[6]基于MATLAB的超聲空化場表征與三維可視化[J]. 劉麗艷,聞精精,楊洋,譚蔚. 天津大學學報(自然科學與工程技術版). 2013(12)
[7]功率超聲珩磨磨削區(qū)單空化泡動力學及其輻射聲場[J]. 劉國東,祝錫晶,郭策. 中北大學學報(自然科學版). 2013(04)
[8]基于HP54600A的數據采集系統(tǒng)設計[J]. 周云,李世平,文超斌,羅鵬. 陜西理工學院學報(自然科學版). 2011(01)
[9]空化與空蝕研究[J]. 陳大融. 中國基礎科學. 2010(06)
[10]旋轉超聲加工技術研究進展[J]. 鄭書友,馮平法,徐西鵬. 清華大學學報(自然科學版). 2009(11)
博士論文
[1]功率超聲珩磨磨削區(qū)空化效應基礎研究[D]. 劉國東.中北大學 2013
[2]功率超聲振動珩磨技術的基礎與應用研究[D]. 祝錫晶.南京航空航天大學 2007
碩士論文
[1]基于LabVIEW的示波器自動測試系統(tǒng)的設計與實現(xiàn)[D]. 蘇晨.北京交通大學 2018
[2]功率超聲珩磨裝置參數化設計及其制圖系統(tǒng)開發(fā)[D]. 張穎.中北大學 2018
[3]功率超聲振動珩磨空化聲場研究[D]. 凌岑.中北大學 2018
[4]NX環(huán)境下功率超聲珩磨裝置的參數化設計[D]. 張樂林.中北大學 2016
[5]基于數字存儲示波器的數據采集與處理[D]. 田麗華.西安電子科技大學 2015
[6]基于windows平臺的數字示波器顯示與處理軟件的設計與實現(xiàn)[D]. 吳蘭.東南大學 2015
[7]基于KBE的功率超聲珩磨裝置CAD/CAE系統(tǒng)的研究開發(fā)[D]. 史麗媛.中北大學 2013
[8]功率超聲珩磨裝置參數化設計關鍵技術研究[D]. 馬繼召.中北大學 2012
[9]6GSPS數字存儲示波器數據采集系統(tǒng)的硬件設計[D]. 陳友學.電子科技大學 2012
[10]壓電聲波器件的多場耦合問題ANSYS模擬與分析[D]. 怡曉玲.蘭州大學 2009
本文編號:3237792
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