Автоматизированная система измерения параметров потоков газов в технологических установках

• Автор: Рамазанов, Фарит Фатихович
• Шифр специальности: 05.13.06
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2004
• Место защиты: Набережные Челны
• Количество страниц: 135 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ

Глава 1. Проблемы автоматизации измерений параметров потоков газа в

технологических установках

1.1. Анализ методов оценки п компоненты лазерного доплеровского анемометра.

1.2. Автоматизированные системы выделения и обработки сигнала лазерного доплеровского измерителя.
1.3. Оценка возможностей применения лазерного доплеровского анемометра для исследования аэродинамических потоков

1.4. Выводы но главе и постановка задачи.

Глава 2. Разработка автоматизированной установки и алгоритмов

2.1 .Разработка функциональной схемы, обоснование и выбор основных компонент системы автоматизации измерений

2.2. Выбор алгоритма оценки измеряемых параметров

2.3. Разработка автоматизированной системы обработки информации

2.3.1. блоки логической обработки, измерения интервалов времени, селекции ошибочных измерений.
2.3.2. Интерфейс ввода вывода информации
2.4. Выводы по главе.
Глава 3. Создание автоматизированного измерительного комплекса па базе быстродействующего аналогоцифрового преобразователи
3.1. Разработка функциональной схемы системы обработки.
3.2. Обоснование алгоритма обнаруженияоценивания сигнала
3.3. Реализация алгоритма в среде Vi
3.4.Выводы но главе
Глина 4. Совершенствование рабочих процессов в технологических установках па основе использовании автоматизированной системы измерении параметров газовых потоков .
4.1. Система координат для скоростей потока и методика проведения измерении.
4.2. Результаты экспериментального исследования поля скоростей цилиндра технологической установки для газодинамической резки заготовок из сортового проката.
4.3. Выводы но главе
Список использованной литературы


В главе приводятся результаты экспериментального исследования поля скоростей цилиндра технологической установки для газодинамической резки заготовок из сортового проката. Также в главе рассмотрены вопросы, связанные с точностью измерений и результаты метрологических испытаний разработанной системы. Объект исследовании. Лазерные системы измерения параметров газодинамических потоков в технологических установках. Методы исследовании. В работе использованы методы статистической радиофизики, оптимальной линейной фильтрации, теории вероятностей и математической статистики. Достоверное! Достоверность принятых в диссертационной работе решений подтверждается согласованностью теоретически предсказанной точности результатов измерений с точностью, полученной в ходе метрологических испытаний. Методика проведения измерений параметров потока в условиях сильной фоновой засветки в оптически труднодоступных областях потока, методика оценки погрешностей и результаты исследования газодинамического потока в технологической установке. ТЕХ! ЮЛОГИЧЕСКИХ УСТА! Применяемые в настоящее время в машиностроении средства контроля не всегда соответствуют современным требованиям. В тех случаях, когда невозможно строгое аналитическое описание физических процессов ввиду их нелинейности, на первый план выдвигаются экспериментальные методы измерений. Сложность методов измерения параметров потока в объектах машиностроения, в частности технологических установках, требуют применения новейших достижений измерительной техники [1-5]. Методы измерения параметров потока можно разделить на кинематические, динамические, физические и оптические [6-9]. При кинематических методах в поток вводится мальв! Динамические методы основаны на динамическом взаимодействии потока и измерительного зонда. При измерении физическими, в том числе оптическими методами используются физические и оптические явления в исследуемой области потока. Для измерения массовой! Вентури и соплами, объёмные расходомеры с фигурными роторами; турбинные, вихревые и магнитно-индукционные расходомеры; тепловые, ультразвуковые, иихресрывные и времянролетные расходомер«,I с закруткой потока. Общим недостатком этих приборов является медленный отклик, необходимость проведения градуировки, введения поправок, учитывающих влияние других параметров - плотности, температуры, степени турбулентности потока, геометрии зонда, угла атаки и т. Мо и этот прибор имеет существенные недостатки: вносит возмущение в поток, сильно чувствителен к загрязнениям, имеет низкое пространственное разрешение. Связь между выходным напряжением и измеряемой скоростью нелинейная, и это также вносит дополнительную погрешность в измерения. Как отмечают многие авторы, оптические методы измерения параметров потока являются наиболее перспективными, так как при использовании этих методов не вносятся возмущения в исследуемый поток. Применение этих методов стало возможным после создания источников монохроматического и когерентного излучения - лазеров. Оптические методы, основанные на измерении времени пролета частицы через известное число интерференционных полос, называются ЛДЛ. Физической основой работы ЛДЛ является широко известный эффект Доплера [,]: при относительном движении источника и приемника частота волны, испускаемой источником, в системе отсчета, связанной с приемником, изменяется. Измеряя доплеровский сдвиг частоты, вызванный рассеянием света па оптических неоднородностях, можно определить скорость движения частицы, а следовательно и скорость потока, так как существует однозначная, линейная связь между сдвигом частоты и скоростью частицы. Относительное изменение частоты излучения, составляет весьма маленькое значение ( х при скоростях порядка 3м/с), поэтому применение эффекта Доплера для измерений скоростей потоков стало возможным только после появления источников монохроматического излучения - лазеров. Первая работа, в которой Я. Ях и Г. Кумминс показали принципиальную возможность применения эффекта Доплера для измерения скорости частиц, движущихся в потоке жидкости или газа, появилась в г.