Анализ литературы и исходных данных
БЕЛОРУССКИЙ НАЦИОНАЛЬНЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ
Факультет приборостроительный
Кафедра «Информационно-измерительная техника и технологии»
Отчёт по преддипломной практике
Разработал студент ________________ Михеенко Е.О.
Гр.31303114
подпись
Согласовано:
Руководитель ДП ________________ Ломтев А.А.
подпись
Консультант ДП ________________ Орлёнок И.Н.
подпись
Минск 2018
БЕЛОРУССКИЙ НАЦИОНАЛЬНЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ
Кафедра «Информационно-измерительная техника и технологии»
Утверждаю
Зав. кафедрой ____________ Р.И. Воробей
(подпись)
«___» февраля 2017 г.
Задание на преддипломную практику
| Студенту приборостроительного факультета | Михеенко Евгению Олеговичу | |||||||
| специальности | 1-38 02 01 Информационно-измерительная техника | |||||||
| Тема дипломного проекта | Ультразвуковой измеритель длины | |||||||
| Место практики | ОАО «Борисовский завод агрегатов» | |||||||
| Срок практики | 9 февраля 2017 г. – 7 марта 2017 г. | |||||||
| Основная цель, которая должна быть достигнута в период практики
| Разработка | |||||||
| технического задания и технического предложения по теме дипломного проекта | ||||||||
| Задачи по сбору материала для дипломного проекта: | ||||||||
| – по общим вопросам планируемой темы | ||||||||
| анализ существующих конструкций и схемотехнических решений; | ||||||||
| варианты схем проектируемого изделия; определение состава изделия | ||||||||
| (Перечень основных блоков или узлов изделия), обоснование предполагаемого | ||||||||
| использования известного технического решения в дипломном проекте. | ||||||||
| – по технологической части | ||||||||
| анализ существующих технологических процессов и операций; варианты | ||||||||
| технологических схем изготовления, монтажа, наладки, ремонта и т.д. | ||||||||
| проектируемого изделия; обоснование предполагаемого использования известных | ||||||||
| технологических решений в в дипломном проекте). | ||||||||
| – по организационно-управленческим вопросам | ||||||||
| определение основных задач дипломного проектирования, анализ существующих | ||||||||
| методов организации производства, исследовательских или конструкторских работ. | ||||||||
| – по экономике предприятия (показатели, необходимые для сравнения с принятыми в проекте решениями) | ||||||||
| определение основных экономических показателей производства, исследовательских
| ||||||||
| или конструкторских работ, анализ социального эффекта от реализации проекта | ||||||||
| – по вопросам охраны окружающей среды | ||||||||
| определение основных факторов воздействия технологического процесса и | ||||||||
| эксплуатации проектируемого изделия на внешнюю среду, анализ экологической безопасности проекта | ||||||||
| – по охране труда | ||||||||
| определение основных мер по охране труда и технике безопасности при | ||||||||
| изготовлении, монтаже и эксплуатации объекта проектирования, или конструкторских работ | ||||||||
| – по специальной части | ||||||||
| анализ путей совершенствования и развития проектируемых информационно- | ||||||||
| измерительных систем, синтез структурных и электрических схем | ||||||||
| проектируемого изделия, разработка алгоритмов работы изделия, выбор языка | ||||||||
| программирования. | ||||||||
| Перечень чертежей, для которых необходимо собрать материал в ходе преддипломной | ||||||||
| – Схема электрическая структурная проектируемого устройства | ||||||||
| – Схема электрическая функциональная проектируемого устройства | ||||||||
| – Блок-схема алгоритма работы устройства | ||||||||
| – Чертеж печатной платы | ||||||||
| – Габаритный чертеж разработанного устройства | ||||||||
|
|
|
Руководитель дипломного проекта _______________ __________________
(дата, подпись) (инициалы, фамилия)
Консультант дипломного проекта _______________ __________________
(дата, подпись) (инициалы, фамилия)
Задание получено _______________ __________________
(дата, подпись) (инициалы, фамилия)
Заключение консультанта дипломного проекта
О выполнении задания преддипломной практики
___________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________
_____________________________________________________________________________
Дата Подпись .
АНАЛИТИЧЕСКИЙ РАЗДЕЛ
Обзор литературы
Ультразвук - звуковые волны, имеющие частоту выше воспринимаемых человеческим ухом, обычно, под ультразвуком понимают частоты выше 20 000 герц.
Хотя о существовании ультразвука известно давно, его практическое использование достаточно молодо. В наше время ультразвук широко применяется в различных физических и технологических методах. Так, по скорости распространения звука в среде судят о её физических характеристиках. Измерения скорости на ультразвуковых частотах позволяет с весьма малыми погрешностями определять, например, адиабатические характеристики быстропротекающих процессов, значения удельной теплоёмкости газов, упругие постоянные твёрдых тел.
|
|
|
Принцип измерения уровня при помощи ультразвука.
Короткие ультразвуковые импульсы в диапазоне от 18 до 70 кГц излучаются сенсором в направлении измеряемой среды, отражаются от её поверхности и снова улавливаются сенсором. Импульсы распространяются со скоростью звука, при этом время между моментом излучения и приёма сигнала зависит от уровня заполнения резервуара. Новейшая микропроцессорная технология и зарекомендовавшее себя программное обеспечение гарантируют надёжное обнаружение эхо-сигнала уровня даже при наличии ложных эхо-сигналов, отражённых от внутренних конструкций, и высокоточное вычисление дистанции до поверхности измеряемой среды. Чтобы компенсировать влияние времени прохождения акустического сигнала, встроенный температурный датчик определяет температуру в резервуаре.
Благодаря простому вводу габаритных размеров ёмкости и измеренной дистанции рассчитывается сигнал, пропорциональный уровню. Таким образом, отсутствует необходимость в заполнении ёмкости для выполнения точной настройки.
Метод непрерывного ультразвукового измерения уровня доказал свою эффективность. Ультразвуковые уровнемеры подходят для измерения дождевой и сточной воды, для жидкостей с низким или высоким уровнем загрязнения, с содержанием твёрдых частиц или шлама. Само собой разумеется, что при работе с сыпучими веществами к измерительному прибору предъявляются другие требования, чем при работе с жидкостями. Ведь поверхность измеряемого продукта при этом неровная и часто представляет собой насыпной конус. Многие вещества вызывают интенсивное образование пыли. Кроме того, многие резервуары для сыпучих веществ намного выше, чем ёмкости для жидкостей [1].
Рассмотрим существующие на рынке аналоги разрабатываемого устройства.
Ультразвуковой измеритель Norbar USM III[2]. Прибор NORBAR USM III предназначен для производственного прецизионного измерения удлинения болтов при затяжке крепежных изделий, основанного на одном из самых распространенных и экономически эффективных методов неразрушающего контроля.
Norbar USM-3 работает в двух режимах. Первый режим предназначен для измерений при одностороннем доступе и основан на эхо-импульсном методе контроля.
Эхо-импульсный метод – активный акустический метод неразрушающего контроля, основанный на принципе отражения, при котором один и тот же преобразователь генерирует колебания и принимает отражённые от дефектов эхо-сигналы. Данный способ получил широкое распространение за счёт простоты проведения контроля с использованием только одного преобразователя, не требующий при ручном контроле специальных приспособлений для его фиксации и совмещения акустических осей, как в случае использования двух преобразователей. Это один из немногих методов ультразвуковой дефектоскопии, позволяющий достаточно точно определить координаты дефекта, такие как глубину залегания и положение в исследуемом объекте (относительно преобразователя).
По принципу отражения ультразвуковых импульсов сравним с принципом действия сонара. Сформированный преобразователем ультразвуковой импульс, диаметр которого определяется непосредственно размером создающего импульс пьезокристалла проходит через измеряемый материал до границы раздела сред и отражается назад к приемному преобразователю, позволяя определить «акустическую длину» материала. В качестве излучателя и приемника ультразвукового импульса выступает пьезоэлектрический преобразователь.
Измерение длины крепежного элемента осуществляется путем определения изменения времени прохождения ультразвукового импульса по его длине. USM-3 вычислит это изменение времени с точностью до 0,1 нс. Измерение параметров ультразвукового сигнала используется для расчета и отображения на экране дисплея фактической длины изделия.
Второй режим основан на теневом методе контроля.
Теневой метод – активный акустический метод неразрушающего контроля, основанный на принципе прохождения, подразумевающий под собой наблюдение за изменением параметров ультразвуковых колебаний, прошедших через объект контроля, так называемых сквозных колебаний.
Для осуществления данного типа контроля требуется использование двух преобразователей, находящихся по две стороны от исследуемой детали на одной акустической оси. В данном случае один из преобразователей генерирует колебания, а второй принимает их. Признаком наличия дефекта будет являться значительное уменьшение амплитуды принятого сигнала, или его пропадание (дефект создает акустическую тень).
Рисунок 1.1 – Внешний вид Norbar USM III [2]
Возможности NORBAR USM III
Прямое измерение натяжения.
Прецизионное измерение деформации в крепежных элементах практически из любого материала в пределах длины от 12,7 мм (½'') до 15 м.
Возможность сохранения в памяти до 4000 видов болтов и 20000 показаний нагрузки.
Датчики 1, 2.25, 5, 7.5, 10 МГц:
- высокие частоты для коротких крепежей;
- низкие частоты для длинных крепежей;
- идеальный подбор диаметра;
- сопряжитель интерфейсов;
- режим измерения одним либо двумя датчиками.
Автоматическая регулировка усиления.
Автоматическая компенсация температуры соединения.
Обмен данными с помощью интерфейса RS-232.
Высокая скорость цифровой обработки сигналов.
Технические параметры ультразвукового измерителя:
Диапазон измерений длины 12,7 мм ÷ 15 м
Пределы допускаемой относительной погрешности измерения, % ± 0,03
Дискретность отсчета, мм 0,001
Диапазон рабочих температур, °C от +0 до +54
Напряжение, В 100-240
Частота питающего электрического тока, Гц 50-60
Габаритные размеры, мм 239 х 180 х 53
Масса, кг 2,25
Ультразвуковой двунаправленный измеритель длины, площади, объема ДМ-106-Х5.
Этот двунаправленный ультразвуковой дальномер определяет расстояние до объекта с помощью электронных сигналов с высокой скоростью. Инструмент со встроенным компьютером чип имеет функцию расчета комнатная площадь и объем.
Уникальный двунаправленный динамический измерительной техники делает эффективное измерение расстояния может достигать 32 метров (104.9 футов). Инструмент имеет функцию дальние расстояния измерения. Он прост в эксплуатации и понятен дисплей. Это идеальный инструмент для строительных, отделочных отраслях, таких как земельные агенты, обивка дизайнеров и ремесленников).
Диапазоны Измерений:
- в одном направлении: от 0,5 до 16 м (1.64 ~ 52.5 фута)
- двунаправленный направлении: от 1 до 32 м (3.28 ~ 104.9 ноги)
- памяти вспомнить функцию
- память и накопление функция
- дисплей температура окружающей среды, в °С или °F
Рисунок 1.2 – Внешний вид ДМ-106-Х5 [2]
Анализ литературы и исходных данных
Согласно задания на дипломное проектирование необходимо разработать ультразвуковое устройство измерения длины.
Анализирую обзор литературы можно сделать вывод о том, что востребованы устройства имеющие универсальное применение. Таким образом, следует разрабатывать устройство, которое можно применять в различных областях промышленности и быта.
Для того, чтобы устройство было как можно более универсальным, будем использовать несколько сетевых интерфейсов:
- для бытового использования, интерфейс USB;
- для промышленного использования, интерфейс RS-485.
Для отображения сигнала будем применять ЖК индикатор, который будет отражать информацию о измеренной длине в метрах. Кроме того, используем индикатор в виде столбика светодиодов для контроля времени измерения. Для сигнала завершения измерения также используем зуммер.
Определимся с требованиями и параметрами разрабатываемого устройства.
1. Напряжение питания +9В.
2. Возможность подключения интерфейсов RS-485, USB.
3. Отображение на жидкокристаллическом индикаторе.
4. Отображение на светодиодном столбе времени измерения.
5. Звуковой сигнал окончания измерения.
6. Диапазон измерения 0,05…10м при заданной погрешности.
7. Абсолютная погрешность измерения длины, ±1%.
Дата добавления: 2018-04-15; просмотров: 189; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!