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基于LabVIEW的连铸结晶器超低频振动测试系统的研究

作　者: 朱启琨
导　师: 谭志洪
学　校: 南昌大学
专　业: 化工过程机械
关键词: 超低频 连铸结晶器 信号分析 LabVIEW 振动测试
分类号: TF341.6
类　型: 硕士论文
年　份: 2007年
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内容摘要


本文主要介绍了连铸结晶器超低频振动装置在线监测系统的研究与设计开发过程，在分析国内外发展趋势的基础上，吸收了国内外同类产品的长处，并以追求稳定的现场生产质量和安全为基本出发点，实现现场超低频振动状态监测与分析。本课题来源于与某公司合作研发连铸结晶器振动检测仪项目。由于在该领域内超低频振动测量的水平还相对比较低，到目前为止，并没有一套完整的针对连铸结晶器超低频振动的检测系统。在冶金工业生产中，某著名企业设计生产的大型连铸设备，其主流产品占全国市场分额的30-40％，年产值达几百个亿，但由于其生产过程中自动化水平不高，检测分析手段不足，导致用户在生产中产量和质量的提高都受到影响，甚至还可能在生产过程中发生一些诸如漏钢等的生产安全事故，因此他们急需提高设备自动化水平和质量监测与控制技术，以解决一系列的技术难题。本研究课题的主要内容就是以虚拟仪器软件平台LabVIEW和PCMCIA插槽的数据采集卡以及计算机为基础，建立一套适合于在线测试的连铸结晶器超低频振动信号采集与分析系统，实现大型连铸设备的关键部件——结晶器的振动的在线监测，使得连铸产品质量得以有效监控。整个系统在分析结晶器及其振动装置的基础上，综合其各部分工艺参数的特点和要求，建立了用于现场的基本数学模型和方法，并在此基础上设计、调试了振动监测平台。本文详细介绍了系统的总体设计、软硬件设计。本软件按照软件工程的步骤进行开发，充分利用LabVIEW图形化编程工具，强调模块化编程，使得软件开发周期短，可维护性好，并体现了软件的实用性和通用性。通过实验室的调试，系统的设计达到了预期的要求。

全文目录


摘要  3-4
ABSTRACT  4-8
第一章 绪论  8-11
  1.1 课题的来源与意义  8-9
  1.2 本课题研究的主要内容  9-10
  1.3 课题的工作重点  10-11
第二章 虚拟仪器技术与虚拟测试  11-19
  2.1 测试系统的发展阶段  11
  2.2 虚拟仪器的概念  11-13
  2.3 LabVIEW设计虚拟仪器的方法  13-14
  2.4 传统仪器与虚拟仪器比较  14-16
  2.5 虚拟仪器的硬件  16
  2.6 虚拟仪器的软件  16-17
  2.7 虚拟仪器的应用与发展现状  17-19
第三章 连铸结晶器的超低频振动分析  19-23
  3.1 连铸机构简介  19
  3.2 结晶器振动技术及其发展  19-20
  3.3 连铸结晶器的超低频振动  20-21
  3.4 超低频振动测量的研究进展  21-23
第四章 振动测试分析系统硬件方案与设计  23-34
  4.1 系统硬件构架框图  23
  4.2 设计参数  23-24
  4.3 系统功能设计  24
  4.4 传感器系统  24-27
    4.4.1 传感器的选择  24-25
    4.4.2 选用压电加速度传感器的原因  25
    4.4.3 测量要求及技术要求  25-26
    4.4.4 系统传感器的确定  26
    4.4.5 系统传感器的安装  26-27
  4.5 信号调理电路  27-32
  4.6 数据采集  32
  4.7 电源电路  32-33
  4.8 PC计算机  33-34
第五章 虚拟仪器的软件设计和测试  34-54
  5.1 数据采集功能的程序  35-37
  5.2 数据的读取与存储  37-41
    5.2.1 数据文件的读取  37-38
    5.2.2 测试数据文件的读写  38-40
    5.2.3 开始暂停模块  40-41
  5.3 采样数据的平滑处理  41-44
  5.4 快速傅立叶变换 FFT  44-45
  5.5 相关分析  45
    5.5.1 自相关函数  45
    5.5.2 互相关函数  45
  5.6 功率谱分析  45-47
  5.7 加窗处理  47
  5.8 数字滤波器  47-48
  5.9 小波分析  48-52
    5.9.1 对信号进行小波分解  49
    5.9.2 小波分解高频系数的阈值量化  49-52
  5.10 数值积分环节  52-54
第六章 数据测试  54-58
第七章 结论  58-60
  7.1 总结  58
  7.2 展望  58-60
致谢  60-61
参考文献  61-65
附图  65-69
攻读硕士学位期间科研成果  69

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中图分类: > 工业技术 > 冶金工业 > 冶金机械、冶金生产自动化 > 炼钢机械与生产自动化 > 炼钢机械 > 连续铸钢设备
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