1-Laboratoriya ishi Standart diafragmaning optoelektron radius o’lchagichi

1-Laboratoriya ishi
Standart diafragmaning optoelektron radius o’lchagichi.

Suyuqliklar va gazlar oqimini o'lchash uchun asboblar to'plamiga kiritilgan standart diafragmalarning etakchi qirralarining egrilik radiusi uchun optoelektronik o'lchagichning dizayni va ishlash printsipi tavsifi berilgan. Qurilmaning dasturiy ta'minotining qisqacha tavsifi berilgan, uning texnik tavsiflari berilgan..
Kalit so'zlar: diafragma, oldingi chekka, radius o'lchagich, lazer, kompyuter, dastur.
A description is shown of the design and principle of operation of an optoelectronic device intended for measuring of radius of input edge curvatures in standard diaphragms, which are part of a set of instruments used for liquid and gas flow measurements. A concise software description of this device is given, as well as its specifications.
Key words: diaphragm, input edge, device for measuring radius, laser, computer, software.
Suyuqliklar va gazlar oqimini o'lchashning yuqori aniqlikdagi usullari va vositalarini yaratish zamonaviy asbobsozlikning dolzarb vazifalaridan biridir. Oqimni o'lchashning eng keng tarqalgan usuli bu cheklovchi sifatida standart teshiklardan foydalangan holda o'zgaruvchan bosimni farqlash usulidir [1].
Bosimning pasayishi bo'yicha oqim tezligini hisoblash o'lchash quvur liniyasi va unda o'rnatilgan diafragmaning geometrik parametrlarini o'lchash natijalariga asoslanadi. [1] da standart diafragmalarning geometrik parametrlari uchun bir qator texnik talablar, jumladan, kirish chetining r egrilik radiusiga nisbatan etarlicha qattiq bo'lganlar, ya'ni silindrsimon qismning o'tish chiziqlari normallashtirilgan. diafragma teshigi va kirish uchi tekisligi. Bundan tashqari, xuddi shu standart radiusning haqiqiy qiymatiga qarab gaz oqimi tezligini hisoblashda tuzatish koeffitsientini kiritishni nazarda tutadi.
Afsuski, hozirgi vaqtda diafragmalarning oldingi qirralarining egrilik radiusini o'lchash uchun mavjud vositalar mavjud emas. Shuning uchun standart chetni yalang'och ko'z bilan ko'rishda yorug'lik oqimining aks etishi mavjudligi bilan chekka aniqligini vizual nazorat qilish imkonini beradi. “Etakchi chetidan yorug'lik aks etishining yo'qligi r qiymatining 0,04 mm dan oshmasligini ko'rsatadi. Bu qiymat uning vizual ta’rifi natijasi sifatida qabul qilinadi” [1].
Shu sababli, qiymatlari millimetrning bir necha yuzdan bir qismidan bir necha mikrometrgacha o'zgarishi mumkin bo'lgan radiusni o'lchashga shoshilinch ehtiyoj bor, bu bir necha o'nlab marta kattalashadigan optik yoki elektron qurilmadan foydalanishni o'z ichiga oladi.
Egrilik radiusining haqiqiy qiymatini aniqlash vazifasining dolzarbligini hisobga olgan holda, termotexnik o'lchovlar bo'limi ushbu parametrni nazorat qilish uchun asbobning sanoat prototipini yaratish bo'yicha eksperimental loyihalash ishlarini olib bordi.
Qurilmaning ishlashi [2, 3] yorug'lik qismining ma'lum usulini qo'llaydi, uning mohiyati o'rganilayotgan ob'ektning sirt maydoni nazorat qilinadigan sirtga burchak ostida tor tekis nur bilan yoritiladi. Ajratilgan chiziqni hisobga olgan holda
D. qabul qilingan o'lchov usuli diagrammasi shakl bo'yicha taqdim etilgan radius-adapter o'lchagichining asosiy tugunini loyihalashning o'ziga xos xususiyatlarini aniqlaydi. 1.
Boshqariladigan diafragma 1 ning kirish uchiga o'rnatilgan tekis asosda 2, teshik o'qiga burchak ostida, nurlantiruvchi lazer diodi 5, fokusli silindrsimon linza 4 va tirqishli diafragma 3 mavjud bo'lib, ular tekis yorug'lik oqimini yaratadi. , bu bir vaqtning o'zida so'nggi maydonni yoritadi va diafragmaning teshigini hosil qiladi. Natijada, yorug'lik kesimi tekisligida ikkita sirtning o'tish chizig'ining tor qismi kuzatiladi. Xuddi shu asosda fotodetektorning linzalari 6 joylashgan. Ob'ektivning o'qi oxirgi yuzning tekisligiga burchak ostida va radiatsiya tekisligiga nisbatan shunday aylantiriladiki, oxirgi yuz va diafragma diafragmasining maydonlari ko'rish maydoniga tushadi. ob'ektiv. Yorug'lik uchastkasi tekisligida hosil bo'lgan tasvir linzalar 6 yordamida yorug'likka sezgir matritsa 7 ga proyeksiyalanadi, uning signallari
12 3 4
6 7 8
Рис. 1. Radiusni o'lchash uchun qurilmaning sxematik diagrammasi
yetakchi chetini yaxlitlash: 1 — boshqariladigan diafragma; 2 — asos; 3 — tirqishli diafragma; 4 — linza; 5 — lazerli diod; 6 — ob'ektiv; 7 — nurga sezgir matritsa; 8 — kompyuter; 9 — displey
Рис. 2. Diafragmaning oldingi chetining profil tasviri torusning haqiqiy profilini dasturiy ta'minotdan oldin va keyin o'zgartiriladi va tegishli formatda kompyuterning USB portiga uzatiladi 8. Kompyuterda raqamli tasvir o'zgartiriladi. dasturiy vositalar yordamida keyingi ishlov berish uchun bmp fayl formati. Diafragmaning tanlangan maydonining natijaviy tasvirini kompyuterning 9 monitor ekranida kuzatish mumkin [4].
Radiusni o'lchash tartibi quyidagicha. Adapter diafragmaning kirish uchi tekisligidagi teshikning tepasida to'xtash joyi ostida o'rnatiladi, u diafragma tekisligidagi teshik yuzasi bilan aloqa qiladi, kompyuterning USB portiga ulanadi va lazer buriladi. yoqilgan. Keyin LVS-24 dasturi faollashtiriladi va displey ekranida diafragma uchining yoritilgan maydoni tasviri paydo bo'lgandan so'ng, adapter o'tish chizig'i profili paydo bo'lguncha to'xtash joyi atrofida biroz aylantiriladi. Bu ma'lum bir qismdagi radiusni o'lchashda adapterni o'rnatish tartibini yakunlaydi va tasvirni kompyuter xotirasiga o'rnatgandan so'ng, ushbu ramka tegishli dastur bo'yicha qayta ishlanadi.
Qabul qilingan optoelektronik tizim 50x umumiy kattalashtirishni berganligi sababli, haqiqiy profil tasviri pürüzlülük sifatida belgilangan yalang'och ko'zga ko'rinmas sirt mikro pürüzlülüklerini, shuningdek, kichik nuqsonlarni ko'rsatadi - burmalar, chuqurliklar, nicks, va hokazo Bundan tashqari, tasvir sifati bog'liq. sirtning alohida bo'limlarini aks ettirish, linzalarning sifati, fotosensitiv matritsaning o'lchamlari. Tasvirga optik shovqin va elektron shovqin qo'shiladi. Bularning barchasi tasvirning xiralashishiga olib keladi va egrilik radiusini o'lchashni qiyinlashtiradi. Shuning uchun bu shovqinlarni filtrlash va maxsus o'lchash algoritmini ishlab chiqish zarurati tug'ildi. Windows operatsion tizimi uchun dasturiy ta'minot (LVS-24 dasturi) shovqinlarni olib tashlaydi va o'rganilayotgan diafragmaning haqiqiy profilining tasvirini qayta ishlash uchun qulay shaklda taqdim etadi. Interfaol rejimda tasvirni qayta ishlash quyidagilarni o'z ichiga oladi: oldingi qirralarning konturi tasvirini o'qish va tanib olish, shovqinni filtrlash va oldingi chekka kesimining modelini qurish, haqiqiy atrofida chegaralangan doira radiusi qiymatini aniqlash. profil, profilning ixtiyoriy nuqtalarining koordinatalarini aniqlash. Dastur sakkizta bo'limda radiusni o'lchashni, uning o'rtacha qiymatini baholashni, aniqlangan nuqsonni (niklar, burmalarni) tuzatishni, kerakli tafsilotlar bilan o'lchash protokolini yaratishni va ma'lumotlar bazasini yuritishni ta'minlaydi.
Shaklda. 2 diafragma uchining o'tish chizig'ining haqiqiy profilini va ma'lum bir qismdagi teshigini ko'rsatadi. Bu sohada, so'nggi yuzada, yalang'och ko'zga ko'rinmaydigan bo'rtiq kuzatiladi - teshikni burg'ulashda to'sarning chiqishi natijasida hosil bo'lgan burr. Burrning o'lchamini mikrometrdagi x va y o'qlari bo'yicha shkaladan hisoblash mumkin. Shaklda. 2-rasmda xuddi shu diafragmaning boshqa qismida LVS-24 dasturi yordamida tasvirni qayta ishlashning bir qismi ko'rsatilgan. 100 mkm bo'lgan harakatlanuvchi kvadrat (nuqtali chiziq) dasturiy jihatdan qayta ishlangan profil tasviriga o'rnatiladi, bu o'tish chizig'ining geometrik o'lchamlarini oldindan aniqlash imkonini beradi. Kvadrat ichida o'zgaruvchan radiusli chizilgan doiraning yoyi mavjud bo'lib, u profil chizig'ining nuqtasiga tegguncha radius qiymatlarini dasturiy ravishda o'zgartirishi mumkin. Ushbu yoy radiusining qiymati avtomatik ravishda monitor ekranidagi mos keladigan oynada ko'rsatiladi.
Radius o'lchagichning texnik xususiyatlari: boshqariladigan diafragma diafragmasining minimal diametri 20 mm; o'lchov diapazoni 5-200 mikron; diskretlik 1 mikron; ruxsat etilgan mutlaq xatolik chegaralari ±5 mkm; adapterning umumiy o'lchamlari 145x75x45 mm; adapterning og'irligi 0,585 kg; ta'minot kuchlanishi 5 V; quvvat sarfi 0,4 Vt.
Ishlab chiqilgan optoelektron hisoblagich har qanday o'lchamdagi standart diafragmalarning etakchi qirralarining egrilik radiusini minimal mehnat xarajatlari bilan nazorat qilish imkonini beradi.