本文關鍵詞：鎂熔液氫氣泡析出行為及DSP檢測系統(tǒng)開發(fā)

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【摘要】：本文在依托于國家自然科學基金“基于實時圖像處理的鎂熔液含氫量自動檢測方法與實驗研究”(51374007),以衍生于第一氣泡法含氫量檢測原理為基礎,進行了鎂合金在熔煉過程中氫氣泡析出運動特性的數(shù)學建模,分析了工藝參數(shù)對氫氣泡析出動力學的影響,并開發(fā)了一套基于DM642為核心處理器的機器視覺檢測平臺,為后續(xù)工業(yè)現(xiàn)場鎂熔液含氫量的實時檢測奠定了基礎,同時對鎂合金液態(tài)質量控制具有深遠意義。研究了鎂熔液中氫氣泡形核析出過程,利用牛頓第二定律,并結合氣體狀態(tài)方程、傳質邊界層方程及流函數(shù)等相關性質,推導出了鎂熔液中氫氣泡析出過程的動力學模型。在Matlab工具的幫助下,對不同初始半徑、不同初始位置以及不同鎂熔液溫度的工藝參數(shù)條件進行了編程計算仿真,得到了若干鎂熔液氫氣泡在析出過程中的特性規(guī)律。同時,使用FLUENT進行了鎂熔液-氫氣泡的兩相流動態(tài)模擬仿真,觀察并分析了氣泡在析出過程中運動狀態(tài)的變化。對于工業(yè)現(xiàn)場鎂熔液含氫量檢測的實時性問題,本文利用DM642開發(fā)了一個機器視覺檢測平臺,主要包括圖像輸入模塊、圖像處理模塊、圖像輸出模塊三部分,介紹了DM642在圖像檢測方面的獨特優(yōu)勢以及片上資源的開發(fā)特點。同時,將可行的鎂熔液第一氣泡檢測算法進行C語言編程,通過CCS3.3控制算法程序的調(diào)試、優(yōu)化、移植等,并燒寫到VPM642板塊的快速緩存中進行處理,實驗結果表明基于DM642的視覺檢測平臺可以用于鎂熔液弱小氣泡的檢測。DSP在鎂熔液弱小目標檢測上的可行性應用,對工業(yè)現(xiàn)場鎂熔液含氫量的實時檢測具有巨大的推動作用,不僅克服了Matlab無法在工業(yè)現(xiàn)場實施應用的工程技術難題,而且對鎂熔液含氫量的實時、準確、高效地檢測提供了一種新思路,為下一步利用DSP進行工業(yè)現(xiàn)場的鎂熔液含氫量實時檢測打下基礎。
【關鍵詞】：鎂熔液 氫氣泡 動力學模型 FLUENT DSP開發(fā)
【學位授予單位】：安徽工業(yè)大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2015
【分類號】：TG292;TP391.41
【目錄】：

• 摘要4-5
• ABSTRACT5-8
• 第一章 緒論8-18
• 1.1 課題研究的背景及意義8-9
• 1.2 鎂合金中氣體的研究現(xiàn)狀9-13
• 1.2.1 鎂合金中氣孔的來源和危害9-10
• 1.2.2 鎂合金中氫含量的影響因素10-11
• 1.2.3 鎂合金熔液中氣體的行為特性11-13
• 1.3 圖像檢測技術的研究現(xiàn)狀13-16
• 1.4 論文主要研究內(nèi)容及方法16-18
• 第二章 氫氣泡析出動力學建模18-30
• 2.1 鎂熔液中氣體的析出特性18-19
• 2.2 氫氣泡析出過程中的動力學建模19-22
• 2.3 動力學方程的分析求解22-29
• 2.3.1 動力學方程的簡化22-23
• 2.3.2 微分方程組的龍格庫塔求解原理23-24
• 2.3.3 Matlab編程求解24-25
• 2.3.4 工藝參數(shù)對氫氣泡析出的影響25-29
• 2.4 本章小結29-30
• 第三章 氫氣泡運動特性的數(shù)值模擬30-38
• 3.1 FLUENT軟件介紹30
• 3.2 數(shù)學模型及數(shù)值方法30-33
• 3.3 求解條件設置33
• 3.4 數(shù)值模擬結果分析33-37
• 3.4.1 單個氫氣泡動力學特性33-36
• 3.4.2 氫氣泡大小和初始位置對其運動的影響36-37
• 3.5 本章小結37-38
• 第四章 DSP檢測系統(tǒng)平臺開發(fā)設計38-59
• 4.1 系統(tǒng)平臺總體設計38-40
• 4.1.1 DM642的特點及片上資源38-39
• 4.1.2 總體方案設計39-40
• 4.2 圖像處理平臺硬件設計40-54
• 4.2.1 系統(tǒng)硬件組成及概述40-50
• 4.2.1.1 內(nèi)核存儲結構42-43
• 4.2.1.2 外部存儲器EMIFA43-46
• 4.2.1.3 EDMA控制器46-47
• 4.2.1.4 中斷控制47-48
• 4.2.1.5 串口及通信48-50
• 4.2.2 視頻輸入/輸出模塊50-54
• 4.2.2.1 DM642的VP口50-51
• 4.2.2.2 視頻輸入/輸出模塊設計51-54
• 4.3 圖像處理平臺軟件設計54-58
• 4.3.1 CCS3.3 軟件的使用54-56
• 4.3.2 圖像的移植問題56-58
• 4.4 本章小結58-59
• 第五章 系統(tǒng)在鎂熔液弱小目標檢測中的應用59-64
• 5.1 鎂熔液弱小目標特點59-60
• 5.2 氣泡檢測的算法設計及實現(xiàn)60-61
• 5.2.1 檢測算法的設計流程60-61
• 5.2.2 軟件編程61
• 5.3 鎂熔液弱小目標檢測61-62
• 5.4 實驗結果分析62-63
• 5.5 本章小結63-64
• 第六章 總結與展望64-66
• 6.1 全文總結64
• 6.2 展望與不足64-66
• 參考文獻66-70
• 在學研究成果70-71
• 致謝71

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