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激光粒度仪自动对中系统研制

作　者: 李文超
导　师: 葛宝臻
学　校: 天津大学
专　业: 光学工程
关键词: 激光粒度仪自动对中光电探测器
分类号: TH744.5
类　型: 硕士论文
年　份: 2009年
下　载: 30次
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内容摘要

激光粒度仪是目前测量颗粒粒度的主要手段之一,已广泛应用于工业、农业、医药等领域。激光粒度仪一般采用小角前向散射原理,它的光电探测器通常为同心环状结构,测量时要求其圆心应与入射光轴重合,此调整过程称为对中。当采用手动对中方式时,会增大人为因素的干扰,并提高了对操作人员技能的要求。本课题采用自动对中技术取代手动对中,设计了新型激光粒度仪样机,提高了仪器的自动化程度,减少了人为因素的影响。本文的主要工作包括以下几个方面:1.采用集成四象限对中探测单元的新型50通道光电探测器,研究了自动对中基本原理,根据光束所在探测器的位置不同,将对中有效区划分为5个部分,并对影响对中精度的因素进行了理论分析和模拟计算。2.以自动对中原理为依据,设计了自动对中算法。采取变步长方式进行自动对中,并针对算法中截止条件的选取问题进行了测量实验。通过综合比较对中精度和对中所需时间,确定了本系统所用的截止条件。3.设计了采用自动对中方式的激光粒度仪样机。将光电探测器固定于二维平移台上,采用步进电机带动二维平移台做精密移动,从而实现光电探测器的调整。采用VC++编写软件进行控制,达到了系统使用要求。4.使用所设计样机,对标准颗粒样品进行了测量实验,通过分析实验结果的重复性和准确性验证了系统的有效性。

全文目录

摘要  3-4
ABSTRACT  4-7
第一章绪论  7-13
  1.1 激光粒度测试技术发展概况  7-8
  1.2 激光粒度仪的基本原理  8-9
  1.3 激光对中技术  9-10
  1.4 激光粒度仪自动对中技术发展现状  10-11
  1.5 本文研究目的与主要工作  11-13
第二章激光粒度仪自动对中的基本原理  13-28
  2.1 激光粒度仪对中的情况分析  13-15
  2.2 激光粒度仪自动对中基本原理  15-18
  2.3 精密对中原理分析  18-27
    2.3.1 探测器中心孔直径  18-20
    2.3.2 四象限探测器的感光范围  20-21
    2.3.3 四象限探测器精密对中原理  21-24
    2.3.4 精密对中模拟计算  24-27
  2.4 本章小结  27-28
第三章激光粒度仪自动对中系统的硬件和软件设计  28-39
  3.1 激光粒度仪自动对中系统设计要求  28
  3.2 激光粒度仪自动对中系统的组成  28-29
  3.3 激光粒度仪自动对中系统硬件组成简介  29-32
    3.3.1 硬件组件选取  29-31
    3.3.2 硬件组件连接  31-32
  3.4 激光粒度仪自动对中系统软件设计  32-36
    3.4.1 主界面及演示窗口设计  32-34
    3.4.2 自动对中程序设计  34-36
  3.5 自动对中系统机械机构设计  36-38
  3.6 本章小结  38-39
第四章系统调试及实验  39-54
  4.1 仪器组装与调试  39-42
    4.1.1 常用统计量  40
    4.1.2 精密对中截止条件实验及分析  40-42
  4.2 自动对中系统实验及分析  42-49
  4.3 LSA-Ⅴ型激光粒度仪的测量实验及分析  49-53
    4.3.1 激光粒度分析仪校准规范  49-50
    4.3.2 对标准物质样品的检测实验  50-53
  4.4 本章小结  53-54
全文总结与展望  54-55
参考文献  55-57
发表论文和参加科研情况说明  57-58
致谢  58

激光粒度仪自动对中系统研制

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