学位论文 > 优秀研究生学位论文题录展示

带压燃气输送管道在线智能开孔的研究

作　者: 饶琦琦
导　师: 杨家军
学　校: 华中科技大学
专　业: 机械设计及理论
关键词: 等离子体弧摆动机构超声波旋转变压器
分类号: TU996.7
类　型: 硕士论文
年　份: 2007年
下　载: 86次
引　用: 0次
阅　读: 论文下载

内容摘要

随着工业生产的迅速发展和人民生活水平的显著提高,燃气经由管道运输越来越普遍。但是在燃气运输的过程中,如何在不降压、不停气的情况下安全、高效、可靠地对主燃气管道进行开孔并安装分支输气管,是燃气运输中一直难以解决的一个问题。目前出现的一些管道开孔机,不仅效率太低,而且安全性得不到保障,特别是在安装大口径分支管方面更是无能为力。而燃气输送管道开孔技术是关系到工业生产和人民生活的一个关键问题,因此研制一台安全、可靠、高效、智能的带压燃气输送管道开孔装置具有重要的经济意义。本文首先介绍了在线智能开孔装置的总体方案,分析了在线智能开孔的工作流程,针对该装置可能存在的无法高效、可靠地在燃气输送管道上切下分支孔的问题,主要从两方面来讨论如何解决这个问题:一是讨论了几个影响切割质量的等离子弧工艺参数,并运用热力学理论建立了等离子弧切割的数学模型,研究如何对切割速度进行调整。二是对割炬摆动机构进行了演化分析和设计,确定了割炬摆动机构的控制量,并对管道的开孔过程进行了分析,提高了开孔质量。在经过分析对比后,针对实际情况确定使用超声波测厚技术和旋转变压器测角技术,为割炬摆动控制系统的设计奠定了基础。本文最后部分根据割炬摆动系统的特点进行了控制系统的软件、硬件设计。开发了以单片机为核心的割炬摆动控制卡,用Visual C++编制了系统的软件,然后分析了割炬摆动控制系统的干扰源,讨论了抗干扰措施。经实际应用验证,上述研究工作的各项性能指标达都到了预期的目标,实现了安全、高效、可靠地进行燃气输送管道开孔,具有很高的经济效益和社会效益。

全文目录

摘要  3-4
ABSTRACT  4-8
1 绪论  8-15
  1.1 项目来源及意义  8
  1.2 管道开孔设备的现状  8-10
  1.3 燃气输送管道开孔技术的现状  10-12
  1.4 带压燃气输送管道在线智能开孔装置的总体方案介绍  12-13
  1.5 本文研究的主要内容  13-15
2 等离子切割工艺参数的研究  15-28
  2.1 等离子体弧切割技术概述  16
  2.2 等离子体弧切割主要工艺参数的分析  16-18
  2.3 等离子体弧切割的热平衡过程分析  18-19
  2.4 等离子体弧切割的数学模型及温度场  19-23
  2.5 等离子弧切割工艺参数对温度场的影响分析  23-26
    2.5.1 切割速度对温度场的影响  24-25
    2.5.2 弧柱功率对温度场的影响  25
    2.5.3 不同切割位置对温度场分布的影响  25-26
  2.6 切割速度估算  26-27
  2.7 本章小结  27-28
3 割炬摆动机构的设计  28-38
  3.1 摆动机构的功能原理分析  28-29
  3.2 摆动机构的演化分析  29-31
  3.3 实际割炬摆动机构的设计  31-32
  3.4 割炬摆动机构的控制量的确定  32-34
  3.5 管道开孔的运动分析  34-36
  3.6 本章小结  36-38
4 厚度和角度检测装置的设计  38-50
  4.1 厚度测量装置的确定  38-42
    4.1.1 常用的测厚装置的工作原理  39-41
    4.1.2 测厚技术的比较分析  41-42
  4.2 超声波测厚技术的选用  42-45
    4.2.1 超声波传感器工作原理  43-44
    4.2.2 超声波测厚技术的选择  44-45
  4.3 角度测量系统的确定  45-49
    4.3.1 角度传感器的比较分析  45-46
    4.3.2 旋转变压器的工作原理  46-47
    4.3.3 旋转变压器—数字变换器（RDC）工作原理  47-49
  4.4 本章小结  49-50
5 割炬摆动控制系统的软硬件设计  50-70
  5.1 割炬摆动控制系统的硬件设计  50-56
    5.1.1 脉冲信号发生电路  51-53
    5.1.2 串口通讯电路  53-54
    5.1.3 信号转换电路  54-55
    5.1.4 换能器驱动电路  55-56
  5.2 割炬摆动控制系统的软件设计  56-63
    5.2.1 程序界面设计  57-59
    5.2.2 单片机控制程序设计  59-63
  5.3 割炬摆动控制系统的抗干扰研究  63-69
    5.3.1 干扰源分析  63-64
    5.3.2 硬件抗干扰措施  64-67
    5.3.3 软件抗干扰措施  67-69
  5.4 本章小结  69-70
6 带压燃气输送管道在线智能开孔的应用与研究  70-74
  6.1 计算机仿真模拟  70-71
  6.2 割炬未摆动时的试验开孔效果分析  71-73
  6.3 割炬摆动时的管道在线开孔效果分析  73
  6.4 本章小结  73-74
7 总结与展望  74-76
致谢  76-77
参考文献  77-80
附录攻读学位期间发表学术论文目录  80

带压燃气输送管道在线智能开孔的研究

内容摘要

全文目录

相似论文