功率超声珩磨声场测量的智能数据采集系统设计与实现
发布时间：2021-06-19 12:14
超声珩磨加工是一种应用广泛的先进加工方法,在加工时由于超声的存在,会在液体的局部区域产生空化效应,伴随着针对空化效应的研究不断深入,对数据量的需求也在增大。数字示波器是如今在研究被大量使用的测量仪器,但是示波器本身存储深度有限,界面操作存在一定的复杂性,不能实现连续不间断的采集与存储。故而本文进行了水听器测空化声场的测量实验,采用了将示波器原有采集模块与工控机相结合的方式,利用B-4Pin线传输数据,使用Labview进行软件编辑工作,建立了一套利用示波器进行数据采集的系统,本文主要工作如下:（1）在实验室进行大量理论研究的基础下,分析与讲述了超声空化声场机理,搭建水听器测超声空化的声场的实验平台,进行不同浓度碳化硅溶液的声场声压值测量,对实验数据进行了采集,为下一步工作提供数据准备。并进行声场声压值仿真,利用声场机理计算出预警值为150mV。（2）在得到原始数据的基础上,结合使用的工控机系统与示波器信号,进行了系统的规划。选择了工控机设备,确定了数据的通信传输模块。决定使用Labview软件进行程序编辑,得出了需要设计的数据采集、数据存储、预警系统三个模块,并且对其基本功能进行叙述。...
【文章来源】：中北大学山西省
【文章页数】：62 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
声压推导图
缆传输至示波器，变为可以读出和记录的信号。虽然水听器可以得到测量时刻的瞬时电压值，但是因为整个试验装置振动的高频性，我们并不能从示波器上直接读取瞬时的电压值，而直接使用 U 盘对示波器采集的数据也没有时间值，我们就只能选择一段时间来记录示波器产生的电压值，并且在利用示波器记录数据时，保证位置相同，时间不同，将多次测量得到的有效电压值取平均值，然后进行后处理，变为我们想要的声压值，该声压值即为有效声压值。本文试验所采用水听器的是杭州迈煌有限公司生产（型号为 RHS-10），压电陶瓷被包裹在透声橡胶里，既可以进行声压测量，又可以对压电陶瓷进行保护。其工作频率范围：1kHz～200kHz，线性频率范围：1kHz～100kHz，低频接收灵敏度：－210dB，水平指向性：±2dB（200kHz），垂直指向性：±2.5dB（200kHz，240°范围），最大工作深度：300 米。水听器属于易碎原件，在使用和搬运中要注意保护，应多在水下使用，具有良好的不透水性。因为原理、构造、特性的不同，水听器分为多种，本文使用的是压电陶瓷水听器的一种。
图 2.2 接受灵敏度2.3.5 实验结果（1）水与碳化硅溶液空化声场对比图实验中，提前配置好碳化硅浓度为 0.01kg/L，并且与清水的情况进行比较，选作为初始液体介质，选取距珩磨头中心点 10mm 处，待超声发生器工作一段时间后置水听器，为了防止工作时间过长，液体温度提高对空化声场产生影响，故选取一间内的 5 个点，以时间为 s 为间隔取点，所测的这几个点的声压值如图 2.3 所示
【参考文献】：
期刊论文
[1]外圆超声珩磨加工试验研究[J]. 马臻,祝锡晶,张颖. 工具技术. 2018(01)
[2]基于尺度效应的超声珩磨磨削力建模及仿真[J]. 叶林征,祝锡晶,王建青,郭策. 组合机床与自动化加工技术. 2016(03)
[3]基于Matlab的超声空化场测量与可视化分析[J]. 郭璇,杨艳玲,李星,周志伟,冀思扬,韩星航,王帅,曾庆品,张浩. 中国环境科学. 2016(03)
[4]智能制造——“中国制造2025”的主攻方向[J]. 周济. 中国机械工程. 2015(17)
[5]弱酸试纸法测量功率超声珩磨空化声场的研究[J]. 刘国东,祝锡晶,郭策. 应用声学. 2014(03)
[6]基于MATLAB的超声空化场表征与三维可视化[J]. 刘丽艳,闻精精,杨洋,谭蔚. 天津大学学报(自然科学与工程技术版). 2013(12)
[7]功率超声珩磨磨削区单空化泡动力学及其辐射声场[J]. 刘国东,祝锡晶,郭策. 中北大学学报(自然科学版). 2013(04)
[8]基于HP54600A的数据采集系统设计[J]. 周云,李世平,文超斌,罗鹏. 陕西理工学院学报(自然科学版). 2011(01)
[9]空化与空蚀研究[J]. 陈大融. 中国基础科学. 2010(06)
[10]旋转超声加工技术研究进展[J]. 郑书友,冯平法,徐西鹏. 清华大学学报(自然科学版). 2009(11)
博士论文
[1]功率超声珩磨磨削区空化效应基础研究[D]. 刘国东.中北大学 2013
[2]功率超声振动珩磨技术的基础与应用研究[D]. 祝锡晶.南京航空航天大学 2007
硕士论文
[1]基于LabVIEW的示波器自动测试系统的设计与实现[D]. 苏晨.北京交通大学 2018
[2]功率超声珩磨装置参数化设计及其制图系统开发[D]. 张颖.中北大学 2018
[3]功率超声振动珩磨空化声场研究[D]. 凌岑.中北大学 2018
[4]NX环境下功率超声珩磨装置的参数化设计[D]. 张乐林.中北大学 2016
[5]基于数字存储示波器的数据采集与处理[D]. 田丽华.西安电子科技大学 2015
[6]基于windows平台的数字示波器显示与处理软件的设计与实现[D]. 吴兰.东南大学 2015
[7]基于KBE的功率超声珩磨装置CAD/CAE系统的研究开发[D]. 史丽媛.中北大学 2013
[8]功率超声珩磨装置参数化设计关键技术研究[D]. 马继召.中北大学 2012
[9]6GSPS数字存储示波器数据采集系统的硬件设计[D]. 陈友学.电子科技大学 2012
[10]压电声波器件的多场耦合问题ANSYS模拟与分析[D]. 怡晓玲.兰州大学 2009
本文编号：3237792
【文章来源】：中北大学山西省
【文章页数】：62 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
声压推导图
缆传输至示波器，变为可以读出和记录的信号。虽然水听器可以得到测量时刻的瞬时电压值，但是因为整个试验装置振动的高频性，我们并不能从示波器上直接读取瞬时的电压值，而直接使用 U 盘对示波器采集的数据也没有时间值，我们就只能选择一段时间来记录示波器产生的电压值，并且在利用示波器记录数据时，保证位置相同，时间不同，将多次测量得到的有效电压值取平均值，然后进行后处理，变为我们想要的声压值，该声压值即为有效声压值。本文试验所采用水听器的是杭州迈煌有限公司生产（型号为 RHS-10），压电陶瓷被包裹在透声橡胶里，既可以进行声压测量，又可以对压电陶瓷进行保护。其工作频率范围：1kHz～200kHz，线性频率范围：1kHz～100kHz，低频接收灵敏度：－210dB，水平指向性：±2dB（200kHz），垂直指向性：±2.5dB（200kHz，240°范围），最大工作深度：300 米。水听器属于易碎原件，在使用和搬运中要注意保护，应多在水下使用，具有良好的不透水性。因为原理、构造、特性的不同，水听器分为多种，本文使用的是压电陶瓷水听器的一种。
图 2.2 接受灵敏度2.3.5 实验结果（1）水与碳化硅溶液空化声场对比图实验中，提前配置好碳化硅浓度为 0.01kg/L，并且与清水的情况进行比较，选作为初始液体介质，选取距珩磨头中心点 10mm 处，待超声发生器工作一段时间后置水听器，为了防止工作时间过长，液体温度提高对空化声场产生影响，故选取一间内的 5 个点，以时间为 s 为间隔取点，所测的这几个点的声压值如图 2.3 所示
【参考文献】：
期刊论文
[1]外圆超声珩磨加工试验研究[J]. 马臻,祝锡晶,张颖. 工具技术. 2018(01)
[2]基于尺度效应的超声珩磨磨削力建模及仿真[J]. 叶林征,祝锡晶,王建青,郭策. 组合机床与自动化加工技术. 2016(03)
[3]基于Matlab的超声空化场测量与可视化分析[J]. 郭璇,杨艳玲,李星,周志伟,冀思扬,韩星航,王帅,曾庆品,张浩. 中国环境科学. 2016(03)
[4]智能制造——“中国制造2025”的主攻方向[J]. 周济. 中国机械工程. 2015(17)
[5]弱酸试纸法测量功率超声珩磨空化声场的研究[J]. 刘国东,祝锡晶,郭策. 应用声学. 2014(03)
[6]基于MATLAB的超声空化场表征与三维可视化[J]. 刘丽艳,闻精精,杨洋,谭蔚. 天津大学学报(自然科学与工程技术版). 2013(12)
[7]功率超声珩磨磨削区单空化泡动力学及其辐射声场[J]. 刘国东,祝锡晶,郭策. 中北大学学报(自然科学版). 2013(04)
[8]基于HP54600A的数据采集系统设计[J]. 周云,李世平,文超斌,罗鹏. 陕西理工学院学报(自然科学版). 2011(01)
[9]空化与空蚀研究[J]. 陈大融. 中国基础科学. 2010(06)
[10]旋转超声加工技术研究进展[J]. 郑书友,冯平法,徐西鹏. 清华大学学报(自然科学版). 2009(11)
博士论文
[1]功率超声珩磨磨削区空化效应基础研究[D]. 刘国东.中北大学 2013
[2]功率超声振动珩磨技术的基础与应用研究[D]. 祝锡晶.南京航空航天大学 2007
硕士论文
[1]基于LabVIEW的示波器自动测试系统的设计与实现[D]. 苏晨.北京交通大学 2018
[2]功率超声珩磨装置参数化设计及其制图系统开发[D]. 张颖.中北大学 2018
[3]功率超声振动珩磨空化声场研究[D]. 凌岑.中北大学 2018
[4]NX环境下功率超声珩磨装置的参数化设计[D]. 张乐林.中北大学 2016
[5]基于数字存储示波器的数据采集与处理[D]. 田丽华.西安电子科技大学 2015
[6]基于windows平台的数字示波器显示与处理软件的设计与实现[D]. 吴兰.东南大学 2015
[7]基于KBE的功率超声珩磨装置CAD/CAE系统的研究开发[D]. 史丽媛.中北大学 2013
[8]功率超声珩磨装置参数化设计关键技术研究[D]. 马继召.中北大学 2012
[9]6GSPS数字存储示波器数据采集系统的硬件设计[D]. 陈友学.电子科技大学 2012
[10]压电声波器件的多场耦合问题ANSYS模拟与分析[D]. 怡晓玲.兰州大学 2009
本文编号：3237792
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