【摘要】：材料在環(huán)境作用下發(fā)生腐蝕是一種常見的現(xiàn)象,每年都會給世界各國造成數(shù)百億美元的損失。在多鹽、潮濕的氣候環(huán)境下,腐蝕現(xiàn)象更容易發(fā)生。鹽霧試驗作為測定材料抗腐蝕性能的最重要方法之一,在世界各國被廣泛使用。鹽霧沉降率反映著鹽霧的腐蝕特性,是鹽霧試驗中的一個重要參數(shù)。實驗過程中需要實時控制鹽霧沉降率在1～2mL/80cm2·h范圍內(nèi)。鹽霧沉降率的評定是以單位時間、單位面積內(nèi)的鹽水凝結(jié)體積為指標的。 鹽霧試驗的工作條件非常惡劣,人工對鹽霧沉降率的檢測已經(jīng)越來越無法滿足現(xiàn)代工程測量的需求。基于國內(nèi)外鹽霧沉降率液位測量與控制系統(tǒng)的理論與技術(shù)現(xiàn)狀,本文應用激光三角法非接觸性測量的方法對鹽霧沉降率進行了在線高精度自動測量技術(shù)的研究。 根據(jù)鹽霧試驗要求試驗區(qū)域內(nèi)各處沉降率應保持一致的特點,論文提出了一套面向多個受檢對象的液位巡檢技術(shù)方案�？梢岳弥本�電機帶動一套測量裝置實現(xiàn)了對12個觀測位置進行連續(xù)48小時的液位自動檢測,同時,為避免鹽霧干擾檢測過程,采用了柔性管連接遠距離液位變化參數(shù)提取的新方案,既保證了檢驗精度,又改善了檢測操作環(huán)境。 研制了鹽液液位檢測原理分析、對比試驗裝置。采用了RBF神經(jīng)網(wǎng)絡的方法和最小二乘法對直射式激光三角法的液位測量系統(tǒng)進行了修正。通過實驗數(shù)據(jù)結(jié)果表明：實驗裝置能準確的測量液位高度值。 提出并建立了針對液位測量系統(tǒng)的5自由度動力學模型,推導出動態(tài)響應數(shù)學模型,在此基礎(chǔ)上,應用有限元分析ANSYS軟件對系統(tǒng)進行模態(tài)分析,計算了系統(tǒng)5階固有頻率和振動型態(tài),對檢測系統(tǒng)關(guān)鍵部件也進行了應力、應變分析與驗證。針對檢測裝置受到外部系統(tǒng)性振動干擾的問題,進行了振動分析和減振處理,并利用Matlab軟件進行了計算機仿真分析。 針對液位測量系統(tǒng)需要快速、精確定位和存在振動等干擾因素的具體情況,采用零相差跟蹤控制(ZPETC)和擾動觀測器(DOB)結(jié)合的零相差跟蹤魯棒控制方式作為巡檢系統(tǒng)直線電機控制策略�？梢杂行У販p小跟隨誤差,提高運動的精度。擾動觀測器使得系統(tǒng)具有較強的干擾抑制能力,并滿足魯棒性要求,使液位檢測過程能有更多的穩(wěn)定有效工作時間。 利用LabVIEW虛擬儀器技術(shù),開發(fā)了具有自主知識產(chǎn)權(quán)的鹽霧沉降率測量系統(tǒng)的控制軟件,軟件對采集和運動系統(tǒng)進行聯(lián)合控制,保證信號采集的準確性和穩(wěn)定性,分析軟件可以通過圖形和數(shù)字兩種形式實時計算、顯示液位和沉降率的情況。該軟件系統(tǒng)還可以完成報警、信息存儲、打印等功能。克服了以往由人工進行采集、分析、資料整理的諸多不便。 對系統(tǒng)的測量精度進行了試驗驗證,分析了測量結(jié)果的可靠性和準確性,對系統(tǒng)產(chǎn)生誤差的主要因素進行了探討。精度實驗表明：該系統(tǒng)的絕對測量精度和重復性測量精度均在10μm以內(nèi),,滿足了鹽霧沉降率液位測量的精度要求。通過實驗研究,證明了鹽霧沉降率液位測量系統(tǒng)的可行性、先進性、可靠性及實用性。
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【學位授予單位】：長春理工大學
【學位級別】：博士
【學位授予年份】：2014
【分類號】：TB302;TP274

【參考文獻】

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本文編號：2443501