基于LabVIEW的γ射线料位计研究

发布时间：2017-03-18 15:01

  本文关键词：基于LabVIEW的γ射线料位计研究，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：在现代工业生产中,料位监测是一项重要的技术指标。通过对料位的实时准确监测,从而对容器内现有料位的控制管理提供重要参考信息。γ射线料位计因为可以适用于高温、高压、腐蚀性强、毒性大、烟雾大等一般仪表仪表不能或难以使用的复杂、恶劣工况下料位的测量,已经得到广泛应用。此外,对于在现场料位检测采用人工测量的情况,势必造成一定的人力资源浪费。根据以上问题设计了一种结合γ射线探测技术与虚拟仪器技术的料位检测仪表,根据国家标准提出设计要求:系统的稳定性≤1.5%,系统的准确度≤1.5%。本文首先阐述了本课题的研究背景及意义,调研了国内外γ射线料位计的发展现状,阐明虚拟仪表技术的优势,给出了论文章节的结构安排。基于Lab VIEW的γ射线料位计由硬件部分与软件程序部分构成。硬件部分采用料位计探头+料位计数据采集模块+个人计算机的构架。其中,料位计数据采集模块由低压电源模块、高压电源模块、核脉冲模拟信号处理电路、单片机控制电路组成。核脉冲模拟信号处理电路可实现极零相消、脉冲放大、脉冲幅度分析等功能,单片机控制电路可实现数字控制、数据显示及RS-232串口转USB数据传输的功能。软件程序部分包括单片机控制电路程序与虚拟仪表程序。其中,虚拟仪表在LabVIEW程序开发环境下开发。论文对系统的硬件部分按模块分别进行较为详细的阐述及相关参数设计说明。此外,还对单片机控制电路的程序进行介绍,给出相应的程序代码,描述了基于LabVIEW的γ射线料位计的虚拟仪表的开发过程。最后,经过实验测试得出:系统的稳定性≤1.41%,系统的准确度≤0.7%,满足设计要求。基于Lab VIEW的γ射线料位计具有较好的稳定性、操作界面简洁及测量精确度较高的特点。同时,本文中的γ射线料位计采用Lab VIEW的虚拟技术能够降低设计与研发成本,测量控制操作软件易于升级,因此利于γ射线料位计在工业生产推广使用,对提高工业容器内料位及时有效监控,节约生产成本,提高生产效率具有一定的实用价值。
【关键词】：LabVIEW 料位计 γ射线 虚拟仪器
【学位授予单位】：南华大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TL81
【目录】：

• 摘要4-6
• Abstract6-12
• 第1章 绪论12-18
• 1.1 课题研究背景及意义12-13
• 1.2 γ 射线料位计国内外研究现状13-16
• 1.2.1 γ 射线料位计国外研究现状13-14
• 1.2.2 γ 射线料位计国内研究现状14-16
• 1.3 虚拟仪器技术的优势16-17
• 1.4 论文主要研究内容及章节安排17-18
• 第2章 基于Lab VIEW的 γ 射线料位计方案设计18-22
• 2.1 γ 射线料位计测量原理18-19
• 2.2 基于Lab VIEW的 γ 射线料位计总体设计框图及技术指标19-22
• 2.2.1 基于Lab VIEW的 γ 射线料位计总体设计框图19-21
• 2.2.2 基于Lab VIEW的 γ 射线料位计设计要求及主要技术指标21-22
• 第3章 基于Lab VIEW的 γ 射线料位计硬件设计22-38
• 3.1 放射源与探测器的选择22-24
• 3.1.1 放射源的选择22
• 3.1.2 探测器选择22-24
• 3.2 模拟信号处理电路24-33
• 3.2.1 极零相消电路24-25
• 3.2.2 脉冲放大电路25-26
• 3.2.3 单道脉冲幅度分析电路26-31
• 3.2.4 电平缓冲电路31-33
• 3.3 单片机控制电路33-35
• 3.3.1 晶振电路33-34
• 3.3.2 数码管显示电路34-35
• 3.3.3 RS-232 转USB电路35
• 3.4 低压电源模块与高压电源模块35-38
• 3.4.1 低压电源模块35-36
• 3.4.2 高压电源模块36-38
• 第4章 基于Lab VIEW的 γ 射线料位计软件设计38-50
• 4.1 单片机程序部分38-43
• 4.1.1 单片机主程序设计38-39
• 4.1.2 程序语言的选择与Keil软件介绍39
• 4.1.3 定时计数程序39-41
• 4.1.4 数码管显示程序41-42
• 4.1.5 串口数据传输程序42-43
• 4.2 基于Lab VIEWγ 射线料位计的虚拟仪表部分43-50
• 4.2.1 Lab VIEW虚拟平台简介43
• 4.2.2 基于Lab VIEWγ 射线料位计的虚拟仪表结构框图43
• 4.2.3 串口配置模块43-44
• 4.2.4 参数设置模块44-45
• 4.2.5 料位标定模块45-46
• 4.2.6 实时显示模块46
• 4.2.7 历史数据模块46-48
• 4.2.8 EXE和安装程序包的生成48-50
• 第5章 基于Lab VIEW的 γ 射线料位计测试50-64
• 5.1 探头的性能测试50-52
• 5.1.1 探头的坪曲线测试50-51
• 5.1.2 探头稳定性测试51-52
• 5.2 γ 射线料位计数据采集模块电路测试52-57
• 5.2.1 模拟信号处理电路测试52-55
• 5.2.2 单片机控制电路程序测试55-57
• 5.2.3 料位计数据采集模块稳定性测试57
• 5.3 γ 射线料位计软件测试57-60
• 5.4 系统稳定性测试与准确度测试60-64
• 5.4.1 γ 射线料位计稳定性测试60-62
• 5.4.2 γ 射线料位计准确度测试62-64
• 第6章 总结与展望64-66
• 6.1 总结64
• 6.2 展望64-66
• 参考文献66-70
• 作者攻读学位期间的科研成果70-72
• 致谢72

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