石油化工行業(yè)中設(shè)備和管線在運(yùn)行時(shí)會因?yàn)楦鞣N原因發(fā)生腐蝕,腐蝕嚴(yán)重甚至?xí)鸨ā⒅鸺叭松韨鍪鹿?因而需要對設(shè)備進(jìn)行定期的檢測、監(jiān)測和分析。厚度數(shù)值是反映其腐蝕和安全情況的一個極其重要的指標(biāo)。定期進(jìn)行大范圍全面厚度檢測已經(jīng)成為工廠日常安全檢查的重要內(nèi)容之一。課題研制了一種基于單片機(jī)的便攜式超聲波測厚儀,具有體積小、操作方便等優(yōu)點(diǎn),實(shí)現(xiàn)了精確測量及自動補(bǔ)償,而且還具有可編程功能,可以存儲大量的信息,能夠滿足工廠日常檢測的要求。本論文主要從以下四個方面開展研究：首先,論文介紹了各種測厚技術(shù)以及超聲波測厚技術(shù)的發(fā)展,對超聲波的各種應(yīng)用做了簡單的概述,分析所采用的超聲波脈沖回波法的原理,同時(shí)介紹了測厚儀的超聲波探頭和耦合劑,并結(jié)合設(shè)計(jì)所需要實(shí)現(xiàn)的功能給出超聲波測厚儀的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)。本論文重點(diǎn)分析了超聲波測厚儀的硬件設(shè)計(jì)和軟件設(shè)計(jì)。其中硬件按照模塊化設(shè)計(jì)分為單片機(jī)控制模塊、超聲波發(fā)射模塊、超聲波接收模塊、計(jì)數(shù)器模塊、人機(jī)交互模塊和電源模塊,詳細(xì)介紹了每個模塊具體的硬件設(shè)計(jì)和構(gòu)造。軟件部分主要使用C開發(fā),包括主程序軟件設(shè)計(jì)、計(jì)數(shù)器單元、液晶顯示單元和鍵盤單元。然后,采用所研制的超聲波測厚儀對七種不同厚度的鋼體試塊做了測厚實(shí)驗(yàn),并結(jié)合實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)分析了誤差產(chǎn)生的原因。最后,結(jié)合RBI技術(shù)和測厚的標(biāo)準(zhǔn)與規(guī)范,對中國石油遼陽石化分公司煉油廠的350萬噸/年常減壓裝置進(jìn)行了裝置測厚應(yīng)用,并分析了腐蝕的產(chǎn)生和防護(hù)措施。論文還指出了需要改進(jìn)的地方,為后續(xù)的研究給出相應(yīng)的建議。
【文章來源】：北京化工大學(xué)北京市211工程院校教育部直屬院校
【文章頁數(shù)】：93 頁
【學(xué)位級別】：碩士
文章目錄
學(xué)位論文數(shù)據(jù)集
摘要
ABSTRACT
第一章 緒論
1.1 課題研究的背景和意義
1.1.1 測厚技術(shù)
1.1.2 超聲波測厚技術(shù)的發(fā)展
1.1.3 課題的意義
1.2 本測厚儀的特點(diǎn)
1.3 研究中遇到的難點(diǎn)和問題
1.4 本課題的結(jié)構(gòu)安排
第二章 超聲波測厚的基本原理
2.1 超聲波的介紹
2.1.1 超聲波的概念和特點(diǎn)
2.1.2 超聲波的應(yīng)用
2.2 超聲波測厚的原理
2.3 超聲波探頭
2.3.1 超聲波探頭的種類和功能
2.3.2 超聲波探頭的組成
2.3.3 超聲波探頭的工作原理
2.4 超聲波耦合劑的選擇
2.5 超聲波測厚儀的性能設(shè)計(jì)
2.5.1 系統(tǒng)的設(shè)計(jì)性能參數(shù)
2.5.2 基本功能設(shè)計(jì)
2.6 本章小結(jié)
第三章 超聲波測厚系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì)
3.1 硬件電路的總體設(shè)計(jì)
3.2 單片機(jī)控制模塊
3.2.1 ATMEGA128單片機(jī)
3.2.2 串口通信電路
3.2.3 晶振電路
3.2.4 時(shí)鐘電路
3.3 超聲波發(fā)射模塊
3.4 超聲波接收模塊
3.4.1 回波信號放大電路
3.4.2 中周調(diào)頻電路
3.4.3 波形調(diào)制電路
3.5 計(jì)數(shù)器模塊
3.5.1 分頻計(jì)數(shù)電路
3.5.2 超聲波測厚儀的測量范圍
3.6 人機(jī)交互模塊
3.6.1 液晶顯示模塊
3.6.2 鍵盤電路
3.7 電源模塊
3.7.1 外部電源切換電路
3.7.2 充電電路
3.7.3 3.3V電源電路
3.8 硬件抗干擾
3.9 本章小結(jié)
第四章 超聲波測厚系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì)
4.1 主程序軟件設(shè)計(jì)
4.2 計(jì)數(shù)器單元
4.3 液晶顯示單元
4.4 鍵盤單元
4.5 本章小結(jié)
第五章 厚度測量實(shí)驗(yàn)研究
5.1 超聲波測厚儀的實(shí)現(xiàn)
5.2 測試分析
5.3 誤差分析
5.4 本章小結(jié)
第六章 測厚儀的應(yīng)用分析
6.1 RBI技術(shù)
6.2 測厚的標(biāo)準(zhǔn)
6.2.1 一般規(guī)定
6.2.2 定點(diǎn)測厚管理
6.2.3 定點(diǎn)測厚布點(diǎn)原則
6.2.4 測厚頻率的確定
6.3 應(yīng)用背景
6.4 多點(diǎn)測厚應(yīng)用
6.5 本章小結(jié)
第七章 結(jié)論和展望
7.1 研究所得到的成果
7.2 后續(xù)應(yīng)當(dāng)開展的工作
參考文獻(xiàn)
致謝
研究成果及發(fā)表的學(xué)術(shù)論文
導(dǎo)師和作者簡介
碩士研究生學(xué)位論文答辯委員會決議書
參考文獻(xiàn)
期刊論文
[1]爐膛煙氣溫度聲波測溫系統(tǒng)的應(yīng)用[J]. 劉慶華. 安裝. 2010(11)
[2]超聲波測距技術(shù)在汽車維修與檢測中的應(yīng)用[J]. 戴永翔,王其飛. 汽車維護(hù)與修理. 2009(09)
[3]超聲波測距技術(shù)在軌道吊防撞功能中的應(yīng)用[J]. 魏泉. 港口科技. 2009(07)
[4]脈沖渦流測厚技術(shù)理論與應(yīng)用[J]. 吳鑫,李方奇,石坤,謝基龍,李浩. 北京交通大學(xué)學(xué)報(bào). 2009(01)
[5]在線厚度檢測技術(shù)[J]. 賈治國,盧治功. 儀表技術(shù). 2009(02)
[6]超聲波多功能流量計(jì)[J]. 黃偉才. 油氣田地面工程. 2008(04)
[7]時(shí)差式超聲波流量計(jì)的原理及應(yīng)用[J]. 蔡劍明. 內(nèi)蒙古科技與經(jīng)濟(jì). 2007(24)
[8]RBI技術(shù)在特種設(shè)備檢驗(yàn)中的應(yīng)用[J]. 楊振林. 中國質(zhì)量技術(shù)監(jiān)督. 2007(12)
[9]同位素測厚儀在鋁箔生產(chǎn)中的應(yīng)用[J]. 陳龍,謝景貴. 世界有色金屬. 2007(03)
[10]智能超聲波物位儀在井下煤倉監(jiān)控中的應(yīng)用[J]. 張銀,周孟然. 煤礦機(jī)械. 2007(02)
碩士論文
[1]基于單片機(jī)的隨鉆測量系統(tǒng)設(shè)計(jì)[D]. 王延華.山東大學(xué) 2009
[2]含酸原油蒸餾加工過程中的腐蝕與防護(hù)研究[D]. 胡軼.天津大學(xué) 2008
本文編號：
226764
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