Федеральное агентство по образованию Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Ижевский Государственный Технический Университет Кафедра “Приборы и методы контроля качества”

Курсовая работа

РАЗРАБОТКА АВТОМАТИЧЕСКОГО УСТРОЙСТВА КОНТРОЛЯ ТРУБОК РАДИАТОРОВ АКУСТИЧЕСКИМ МЕТОДОМ НА ПРЕДМЕТ ДЕФЕКТОВ

По дисциплине: Программно-техническое обеспечение приборов и систем НК

Выполнил:

магистрант гр. М304-1 Кузнецов А.В.

Проверил:

к.т.н., доцент Стрижак В.А.

Ижевск, 2011.

Оглавление

1.ОПИСАНИЕ ОБЪЕКТА КОНТРОЛЯ 3

2.ОПИСАНИЕ МЕТОДА КОНТРОЛЯ 4

3.СТРУКТУРНО-ФУНКЦИОНАЛЬНАЯ СХЕМА И ОПИСАНИЕ СИГНАЛОВ ПРИ РЕГИСТРАЦИИ 6

4.ОПРЕДЕЛЕНИЕ ЧАСТОТЫ ДИСКРЕТИЗАЦИИ И ВЫБОР СРЕДСТВА РЕГИСТРАЦИИ. 8

5.ВЫБОР ПК. 9

6.Блок-схема работы устройства 10

Выводы 12

Литература 13

Список иллюстрац

Таблица 1. Параметры объекта контроля и акустического тракта МКР 5

Таблица 2. Требования к АЦП 8

Таблица 3. Параметры АЦП 8

Таблица 4. Комплектующие для ПК 9

1. Описание объекта контроля

В радиаторах бытовых систем кондиционирования используются, в основном, медные и алюминиевые трубки. Главная конструктивная часть радиаторов – это капиллярные трубки. Капиллярные трубки - это система трубок постоянного сечения, в которых разность между давлениями конденсата и кипения обеспечивается благодаря гидравлическому сопротивлению по всей площади трубки. Так же, капиллярные трубки широко используют в бытовых холодильниках.

Наиболее эффективными считаются устройства с калиброванным каналом, наружный диаметр которых составляет 2±0,10 мм, внутренние 0,80-0,85 мм, а овальность равна до ±0,10 мм. Их пропускная способность варьируется от 3,5 до 8,5 л/мин. Трубки должны пропускать через себя ровно столько хладагента, сколько может вырабатываться компрессором. С внешней и с внутренней сторон трубка не должна быть загрязнена пылью или маслом []. Общая длина трубок может составлять 7-30 метров [].

Возможны два вида дефектов в радиаторе: закупорка канала радиатора и нарушение герметичности системы.

2. Описание метода контроля

Для контроля причин отказов радиаторов предлагается использовать метод акустической рефлектометрии. Метод основан на определении координат и типа отклонений внутреннего сечения трубы от номинальных параметров: акустический импульс при прохождении по трубе частично отражается от неоднородностей внутреннего сечения трубы, по величине и форме отраженного сигнала определяется тип и форма дефекта. Импульс, подаваемый в трубу называется зондирующим. Координата дефекта определяется по времени приема отраженного сигнала:

,

(0)

, где - координата дефекта, - время распространения сигнала, - скорость звука в воздухе.

При разработке устройства контроля на методе акустической рефлектометрии (МАР) необходимо можно рассматривать систему трубка - акустическая волна как акустический волновод. В этом случае, необходимо учитывать:

1. Граничные условия распространения акустической волны в трубке;

2. Процессы затухания;

3. Факторы, влияющие на скорость звука (температура, влажность, дисперсия).

Теория моделирования и разработки устройства на МАР приведена в [,,].

Условие распространения акустической волны в трубе λ/а>>1[], где а – диаметр трубы, λ – длина волны, т.о. при скорости звука в нормальных условиях максимальная частота составляет 300 кГц. Наиболее просто получить зондирующий сигнал звукового спектра при помощи электродинамических излучателей, при этом, должны выполняться требования максимальной амплитуды генерируемого сигнала, и максимальной чувствительности приемника. Этому требованию удовлетворяют низкочастотные динамики с резонансной частотой 500 Гц и генерируемой амплитудой на этой частоте порядка 20 кПа (120 дБ к порогу слышимости) [], и тензорезистивные датчики давления. Для работы выбран датчик MPXV7002, с чувствительностью 1В/кПа, и уровнем шумов ±6% с размахом выходного напряжения от 0 до 5 В. Абсолютная погрешность при этом составляет примерно 300 Па, динамический диапазон до 1кГц.

Т.о. может быть принят сигнал от источника акустического импульса ослабленного до 65000 раз (уровень принятого сигнала. Максимальная длина контролируемого объекта составляет до 16 м., при условии прохождения отраженного акустического сигнала удвоенного расстояния трубы, максимальная длина контролируемых труб составит 8 м. – это соответствует классу малых бытовых радиаторов. Основные параметры представлены в Таблица 1.

Таблица 1. Параметры объекта контроля и акустического тракта МКР

Параметр	Значение
Диаметр трубок, мм.	0,8-0,85
Максимальная длина контролируемых трубок, м	8
Основная частота зондирующего импульса, Гц	500
Тип генератора акустических импульсов	низкочастотный электродинамической громкоговоритель
Тип приемника	тензорезистивный преобразователь MPXV7002