基于γ射線管材壁厚連續測量系統設計-wenkub.com

　 　

【正文】 、圖表要求：1）文字通順，語言流暢，書寫字跡工整，打印字體及大小符合要求，無錯別字，不準請他人代寫2）工程設計類題目的圖紙，要求部分用尺規繪制，部分用計算機繪制，所有圖紙應符合國家技術標準規范。本人授權　　 　 　大學可以將本學位論文的全部或部分內容編入有關數據庫進行檢索，可以采用影印、縮印或掃描等復制手段保存和匯編本學位論文。除了文中特別加以標注引用的內容外，本論文不包含任何其他個人或集體已經發表或撰寫的成果作品。盡我所知，除文中特別加以標注和致謝的地方外，不包含其他人或組織已經發表或公布過的研究成果，也不包含我為獲得 及其它教育機構的學位或學歷而使用過的材料。在此，向楊老師表示最衷心的感謝。對于γ射線測厚儀，如果能夠有溫度補正，那么對于測量的精確度將有很大的提高。在框圖程序中，對于信號的濾波和放大，其實可以放在條件結構中，因為有些信號傳進數據采集卡就是標準的信號，沒有必要對其在次的進行濾波和放大。系統硬件接口電路只起到數據采集的作用，數據的處理是在計算機上進行的，因此，對大量數據的采集處理，傳輸速度是一個很重要的參數。(3) 儀器許多參數調整沒有固化，根據自己的使用要求，用戶還可以自己直接通過前面板調整所需功能，使得儀器設計更加開放。在硬件電路部分達到了最初設計時提出的功能要求。運行快捷工具欄中的“高亮執行”按鈕，該圖標變成高亮形式，再單擊“運行”按鈕，程序就以較慢的速度運行。程序結構和邏輯錯誤是最常見的錯誤。 本章小結以上是本設計的軟件設計部分。由于是測厚系統，對于管材的壁厚值有個合格值，所以在厚度值顯示后，再運用大于、小于對測量出來的厚度值與給定的上、下限合格值進行比較，如果超過給定的范圍，就報警顯示。(a)所示。(c)所示的框圖程序實現的：(c) 動態數據轉換成數組框圖程序 放大濾波后的信號再進行放大，并把放大后的信號進行波形顯示，以便檢測人員的觀察。 濾波在信號傳輸過程中，經常會混入高頻噪聲，噪聲的能量甚至會超過信號的能量，接收端收到信號后，通常首先要進行濾波，然后才能進一步對信號進行處理。 (b) 數據查詢的前面板(b)是數據查詢的前面板圖，當需要查詢某一時段的的數據時，只需要在檢索條件里輸入想要查詢的時間段，點擊查詢。本設計中軟件部分擔負著數據處理、結果顯示、上下限報警、數據的存儲與讀取等重要任務。(4) 虛擬儀器開放、靈活，可與計算機同步發展，與網絡及其它周邊設備互聯。(2) 虛擬儀器可以實現多任務操作。從虛擬儀器的組成和結構，可以看出虛擬儀器具有以下特點：(1) 可以由用戶定義測量功能。(2) I/O接口儀器驅動程序I/O接口儀器驅動程序完成特定外部硬件設備的擴展、驅動與通信。無論上述哪種VI系統組成一臺虛擬儀器后，都是通過應用軟件將儀器硬件與通用計算機相結合，其中，PCDAQ系統是構成VI的最基本的方式，也是最廉價的方式。GPIB系統：它是以GPIB標準總線儀器與計算機為儀器硬件平臺組成的虛擬儀器測試系統。 虛擬儀器的組成 硬件結構虛擬儀器由通用儀器硬件平臺（簡稱硬件平臺）和應用軟件兩大部分組成。LabVIEW的動態連續跟蹤方式，可以連續、動態地觀察程序中的數據及其變化情況，比其它語言的開發環境更方便、更快捷。它可以增強你構建自己的科學和工程系統的能力，提供了實現儀器編程和數據采集系統的便捷途徑。利用它可以方便地建立自己的虛擬儀器，其圖形化的界面使得編程及使用過程都生動有趣。LabVIEW(Laboratory Virtual instrument Engineering)是一種圖形化的編程語言，它廣泛地被工業界、學術界和研究實驗室所接受，視為一個標準的數據采集和儀器控制軟件。137Cs放射源提供了能量，而電流電離室則是分析放射源在入射被測物體前后，能量的損耗量。可插接顯卡、聲卡、網卡、內置Modem、內置ADSL Modem、IEEE1394卡、IDE接口卡、RAID卡、電視卡、視頻采集卡以及其它種類繁多的擴展卡。管理器提供了信號緩沖，使之能支持10種外設，并能在高時鐘頻率下保持高性能。kS/s； AI、AO通道可承受的最大電壓范圍是10伏到10伏。以上四個部分都處在計算機的前向通道上，是組成數據采集卡的主要部分。3)采樣保持器采樣保持器取出待測信號在某一瞬時的值，即實現信號的時間離散化，并在A/D轉換過程中保持信號不變。數據采集卡，即實現數據采集(DAQ)功能的計算機擴展卡，可以通過USB、PXI、PCI、PCI Express、火線(1394)、PCMCIA、ISA、Compact Flash等總線接入個人計算機。它是計算機與外部物理世界連接的橋梁。對于這樣小的電流，是無法直接用普通的電流表測量的，常用的是集成運放或場效應管組成的弱電流放大器，它把電離電流在負載電阻RL上產生的電壓降放大后測量。在實際應用中要根據需要來決定結構形式。兩個電極可以由兩塊平行板組成，也可以做成圓柱形，外圍的圓柱為一個電極。但輸出信號為直流微弱電流，測量儀表易受到外界的干擾。 放射源封裝于不銹鋼管內，再裝入帶閘塞的鉛屏蔽容器。在信號送往數據采集卡前，需要對從電流電離室出來的信號進行放大，并轉換成電壓信號才能夠送給數據采集卡，所以需要加個放大電路來滿足所需要的要求。 透射式射線測厚儀的工作原理射線在通過物質時，由于光電效應、康普頓效應、電子對效應的作用而被吸收。②徑跡探測器。它的目的主要是用來記錄粒子的數目。γ射線與α、β射線相比較，穿透力最強，它常用于對較硬的物質諸如鋼、鋁、塑料等材料的厚度測量。上述分別對兩種類型的γ射線測厚儀進行了介紹，通過比較本設計采用透射式γ射線測厚儀。與透射式γ射線測厚儀一樣，在其它條件不變的情況下，只改變其中一個參數時，測得的反散射射線強度就僅隨著這個參數變化了。 散射式射線測厚儀散射式γ射線測厚儀是測量被物質散射或反射的射線強度的儀表。其特點是放射源和探測器分別置于被測物體的兩側。在電子對運動過程中產生的正電子與負電子一樣在物質中通過電離損失和輻射損失消耗動能被慢化，最后一個正電子與吸收體中的電子相互作用轉化為能量相同、方向相反的兩個γ光子，這一過程稱為電子對湮沒。康普頓效應與光電效應不同，光電效應中，γ光子本身消失，能量完全轉移給電子，主要發生在原子核的內層電子，而康普頓效應總是發生在外層電子，且光子只是失去一部分能量。 射線與物質相互作用的形式在理解γ射線測厚儀的工作原理之前，必須了解γ光子與物質相互作用的多種形式，對于γ射線測厚儀所用的γ放射源因其能量最高不超過2MeV（兆電子伏特），則其形式主要有以下三種： 光電效應原子吸收了γ光子的全部能量，當光子的能量大于殼層電子的束縛能時，電子發射出去，在殼層上形成電子空位，光子本身消失，原子處于激發態，在退激的過程中發射出殼層電子叫光電子，這一過程叫光電效應。在原子核反應中，當原子核發生α、β衰變后，往往衰變到某個激發態，處于激發態的原子核仍是不穩定的，并且會通過釋放一系列能量使其躍遷到穩定的狀態，而這些能量的釋放是通過射線輻射來實現的，這種射線就是γ射線。γ射線是因核能級間的躍遷而產生，原子核衰變和核反應均可產生γ射線 。工業上廣泛采用人工同位素產生γ射線，由于γ射線的波長比x射線更短，所以具有更大的穿透能力。但無論是用哪種方法對物體進行厚度檢測，其基本原理都是相同的。傳感器將反射波轉換成電信號，這些信號會被儀器數碼化，數碼化反射波被分析后，便得到振蕩波所花的確切傳遞時間。x射線測厚儀的優點：透視靈敏度高；設備結構簡潔、部件更換快速、簡單，便于維護；厚度測量不受材料形狀限制；缺點：費用高，透照厚度較γ射線小，有安全防護要求，還需要恒溫冷卻系統。實驗室中x射線由x射線管產生，x射線管是具有陰極和陽極的真空管，陰極用鎢絲制成，通電后可發射熱電子，陽極（就稱靶極）用高熔點金屬制成（一般用鎢，用于晶體結構分析的x射線管還可用鐵、銅、鎳等材料）。 管材壁厚測量的方法在工業生產中常用來連續測量產品厚度(如鋼板、鋼帶、紙張等)的儀表中有利用α射線、β射線、γ射線穿透特性的放射性厚度計；有利用超聲波頻率變化的超聲波厚度計；有利用渦流原理的電渦流厚度計；還有x射線測厚儀、電容式厚度計、微波厚度計和激光厚度計等。 無損檢測技術的發展趨勢第十五屆世界無損檢測會議(WCNDT)肯定了無損檢測技術未來的發展趨勢—向無損評價(NDE:NonDestructive Evaluation)方向發展。滲透劑有熒光滲透劑和著色滲透劑兩種。該檢測方法主要用于材料表面的探傷，有時也可用于淺表面的損傷。通過儀器測量阻抗的變化，進一步分析并研究材料的缺陷和損傷。渦流檢測是根據電磁感應原理，導電材料在變交磁場作用下將產生渦流，導電材料的表面層和近表面層的缺陷會影響產生渦流的大小和分布。檢測時，射線靠近試樣，射線與物質的原子將發生復雜的相互作用，導致透射射線強度衰減，而缺陷部位對射線的衰減不同于無缺陷的部位，由膠片捕捉記錄透射射線的強度。超聲檢測具有很多優點：具有很強的穿透力，并且對于很小的傷痕，也能夠準確地檢測出并進行定位，同時，配以一些自動掃描裝置及微處理器計算機的設備，這項技術的應用則更為完善和豐富。它有著比常規檢測方法更為突出的特點：非破壞性、隨機性、遠距離探測、現場檢測，且檢測數據可連續性采集，并通過數理分析和邏輯判斷，能夠比較準確地推定出質量的狀況，從而彌補了以往質量監督檢測中單純以“查、看、審、量”的觀感檢查和外形質量控制偏差來推及工程質量優劣的做法，使監督檢測的結果更具有真實性、科學性和權威性。 研究意義對在役金屬管道進行壁厚檢測的主要目的是為了探測管道在使用過程中壁厚的減薄程度，并依此推測壁厚減薄速度、在一定時期內的減薄總量，通過計算分析判定剩余壁厚能否滿足強度及使用壽命的要求。內蒙