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基于虚拟仪器的钢丝绳张力与强度检测系统研究

作　者: 侯英勇
导　师: 谭继文
学　校: 青岛理工大学
专　业: 机械设计及理论
关键词: 钢丝绳张力检测强度检测数据采集剩余金属截面积
分类号: TD532
类　型: 硕士论文
年　份: 2009年
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内容摘要

钢丝绳作为提升、运输等设备中承载的关键部件被广泛地应用于许多工程领域。运行中的钢丝绳一旦断裂,会造成非常严重的人员伤亡和经济损失。因此,钢丝绳在线检测与安全评价已被世界各国高度重视,成为世界性的、既有理论意义、又有实用价值的重要研究课题。本文主要以LabVIEW为软件开发平台,设计了一个对钢丝绳张力和钢丝绳强度在线检测的虚拟仪器检测系统。系统主要由硬件和软件两大部分组成。硬件部分主要完成模拟信号的调理及采集。首先设计了钢丝绳张力检测模块和钢丝绳剩余金属截面积检测模块,实现了信号的提取和调理;然后利用NI公司的M系列多功能数据采集卡PCI 6251,将前级模块的输出信号采集和转换为PC机可识别的形式。软件部分采用LabVIEW图形化编程语言,实现了数据的分析处理、计算及数据显示,并结合数据库技术,将LabVIEW与Microsoft Access数据库相连接,设计了数据库管理系统,实现了数据的存储、查询、添加和删除等功能。本课题所研发的检测系统稳定可靠、界面友好、操作方便、检测自动化程度高。利用图形化LabVIEW软件编写的数据采集、分析处理和数据库管理面板,使用户可以方便地通过计算机控制整个检测过程,并可以根据实际需要,随时修改各功能的设计,进行系统的扩展和修改,使检测仪器的使用范围更加广泛。

全文目录

摘要  5-6
Abstract  6-10
第1章绪论  10-15
  1.1 课题来源  10
  1.2 课题概述  10-12
    1.2.1 课题的提出  10-11
    1.2.2 课题的目的和意义  11-12
  1.3 钢丝绳张力与强度检测技术的研究现状  12-13
  1.4 本文的主要研究工作  13-15
第2章钢丝绳张力定量检测原理与传感器设计  15-29
  2.1 引言  15-17
  2.2 非接触式钢丝绳张力检测原理  17-20
    2.2.1 理论依据  17-20
    2.2.2 钢丝绳张力与相位差的关系  20
  2.3 钢丝绳张力相位差检测算法  20-23
    2.3.1 相关分析法算法原理  20-23
    2.3.2 相关分析法算法离散表达式  23
  2.4 钢丝绳张力定量检测传感器的结构设计  23-24
  2.5 钢丝绳张力检测实验及结果分析  24-27
    2.5.1 实验装置  24-25
    2.5.2 实验方案  25
    2.5.3 检测结果及分析  25-27
  2.6 本章小结  27-29
第3章钢丝绳剩余金属截面积及剩余强度检测原理与方法  29-48
  3.1 钢丝绳剩余金属截面积检测原理  29-32
    3.1.1 钢丝绳剩余金属截面积磁通检测原理  29-31
    3.1.2 钢丝绳剩余金属截面积磁桥路检测原理  31-32
  3.2 钢丝绳剩余金属截面积磁桥路检测原理的理论分析  32-37
    3.2.1 钢丝绳剩余金属截面积的磁桥路分析  32-35
    3.2.2 钢丝绳剩余金属截面积磁桥路检测的轴向分辨率  35-37
  3.3 钢丝绳剩余金属截面积传感器的设计  37-38
  3.4 钢丝绳剩余金属截面积检测实验及结果分析  38-42
    3.4.1 实验方案  38-40
    3.4.2 实验结果及分析  40-42
  3.5 钢丝绳剩余强度评价指标和实验结果分析  42-47
    3.5.1 钢丝绳强度基本概念及剩余强度评价指标  42-44
    3.5.2 钢丝绳剩余破断强度实验及结果分析  44-47
  3.6 本章小结  47-48
第4章检测系统硬件设计  48-67
  4.1 信号调理系统  48-55
    4.1.1 集成霍尔元件工作原理及特性  49-52
    4.1.2 高通滤波电路  52
    4.1.3 差动放大电路  52-55
  4.2 数据采集系统  55-65
    4.2.1 数据采集卡的选择  55-59
    4.2.2 数据采集卡的安装和设置  59-61
    4.2.3 数据采集任务参数设置  61-65
  4.3 本章小结  65-67
第5章检测系统软件设计  67-92
  5.1 虚拟仪器概述  67-71
    5.1.1 虚拟仪器的概念、特点及基本构成  67-69
    5.1.2 虚拟仪器开发环境—LabVIEW  69-71
  5.2 检测系统软件总体设计  71-72
  5.3 检测系统控制面板的设计  72-73
  5.4 检测系统的各基本功能模块设计  73-81
    5.4.1 用户管理  73-74
    5.4.2 参数设置模块  74-76
    5.4.3 数据采集模块  76-78
    5.4.4 数据分析处理模块  78-80
    5.4.5 系统帮助模块  80-81
  5.5 检测系统的数据库管理模块设计  81-87
    5.5.1 LabVIEW与数据库的连接—LabSQL工具包  81-83
    5.5.2 LabSQL的安装与配置  83-85
    5.5.3 LabVIEW中数据库管理的实现  85-87
  5.6 检测系统软件程序优化设计  87-89
    5.6.1 各功能模块调用的优化  87-88
    5.6.2 系统内存的优化  88-89
  5.7 发布应用程序  89-90
  5.8 本章小结  90-92
第6章钢丝绳强度检测系统运行实验  92-96
  6.1 实验装置  92-93
  6.2 实验步骤  93
  6.3 实验结果及分析  93-95
  6.4 本章小结  95-96
第7章全文总结与展望  96-98
  7.1 本文的主要创新工作  96-97
  7.2 研究展望  97-98
参考文献  98-102
攻读硕士学位期间发表的学位论文  102-103
致谢  103

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