Разработка электронного устройства для бесконтактного измерения температуры плазмы. Выпускная квалификационная работа 134 с.
АННОТАЦИЯ
Целью данной работы является разработка устройства для измерения истинной температуры низкотемпературной плазмы методом относительных интенсивностей спектральных линий. В работе описаны различные методы бесконтактной пирометрии, приведен их сравнительный анализ. Приводятся расчетные формулы.
Разработаны структурная, функциональная и электрическая принципиальная схемы устройства, алгоритм работы однокристальной микроЭВМ. Проведен расчет относительной погрешности устройства.
Содержание
Ведомость документации 7
1.1 Обзор существующих методов бесконтактного определения температуры 12
1.2 Выбор и описание структурной схемы 30
1.3 Выбор и расчет элементов схемы 34
1.3.1 Выбор оптической системы 34
1.3.2 Выбор спектрографа 35
1.3.3 Выбор и расчет фотоэлектронного умножителя 37
1.3.4 Выбор и расчет инвертирующего усилителя 46
1.3.5 Выбор и описание микроконтроллера 47
1.3.6 Расчет датчика положения диска 51
1.3.7 Устройство индикации 51
1.4 Описание работы устройства 52
1.5 Расчет надежности 55
1.6 Расчет погрешности 57
2.1 Общие принципы конструирования печатных плат 61
2.2 Способы изготовления печатных плат 63
2.3 Технологические процессы сборки печатных плат 71
3.1 Маркетинговые исследование 81
3.2 Определение технического уровня устройства и его конкурентоспособности 81
3.3 Стандарты ИСО 87
3.4 Составление калькуляции на разработку в УГАТУ 91
3.5 Составление калькуляции на изготовление 94
3.6 Определение экономического эффекта 96
3.7 Моделирование рынка 103
3.8 Распределение прибыли 104
Приложение А – Структурная схема 125
Приложение Б – Стоимость комплектующих 126
Приложение В – Программа микроконтроллера 128
Приложение Г – Патентная справка 132
Приложение Д – Перечень элементов 133
Техническое задание
Разработать устройство для бесконтактного измерения температуры плазмы в интервале температур Т=7000¸20000К. Относительная погрешность измерения не более 2%.
Условия размещения измерительного прибора +10°С ¸ +40°С. Время измерения 5секунд.
Использование в практике приборов, осуществляющих точное измерение высоких температур и автоматический контроль над ними, является одной из важнейших проблем ведущих областей современной промышленности.
Ежегодно создается большое количество новой аппаратуры, отличающейся от старой высокой точностью, чувствительностью и воспроизводимостью измерений. Совсем не так давно были затронуты проблемы измерения температур вблизи абсолютного нуля и весьма высоких температур (выше 10000ºС, температуры плазмы). В настоящее бремя одна из основных задач – измерение температур в пределах 1000-3000°С с точностью порядка нескольких градусов. Измерение температур выше 1000° с высокой точностью сложная задача.
Технологические процессы, характеризующиеся широким температурным диапазоном, непрерывностью и высокой скоростью, ограничивают применение наиболее распространенных в настоящее время приборов, осуществляющих температурный контроль, например термопар. В связи с этим все большее значение приобретают пирометры, измеряющие температуру по тепловому излучению, испускаемому телом. Методами пирометрии в промышленных и лабораторных условиях определяют температуру в печах и др. нагревательных установках, температуру расплавленных металлов и изделий из них, температуру пламён, нагретых газов, плазмы. Методы пирометрии не требуют контакта датчика измерительного прибора с телом, температура которого измеряется, и поэтому могут применяться для измерения очень высоких температур.
Преимущества применения приборов для бесконтактного измерения температуры при измерении достаточно высоких температур очевидны: температуру объектов определяют по излучаемому ими теплу, не подвергая при этом приборы нагреву до измеряемой температуры. Кроме того, при использовании таких приборов температура определяется исключительно по излучению данного объекта, благодаря чему температурное поле последнего не искажается.
В данном дипломном проекте предлагается разработать прибор, предназначенный для бесконтактного измерения температуры плазмы в интервале температур от 7000 до 20000 К. Относительная погрешность измерения не должна превышать 2%.
При разработке данного прибора используется оригинальный метод, имеющий ничтожно малую методическую погрешность, поскольку расчет температуры плазмы ведется через отношение интенсивности спектральных линий с помощью формулы, полученной на основании точной формулы Планка.
Разрабатываемый прибор может быть использован для измерения температуры плазмы при нанесении износостойких и коррозионно-стойких покрытий плазматроном.
1 РАСЧЕТНО – ТЕОРЕТИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ
Любое реальное физическое тело
Наверняка у вас есть товары или услуги, продажа которых приносит вам максимальную прибыль. Для быстрого старта в сети вам необходимо создание посадочной страницы (одностраничного сайта), на которой будет размещена информация о маржинальных товарах/услугах интернет магазина. За 8 лет опыта разработки конверсионных страниц мы выработали оптимальную структуру, которая позволит привлекать через landing page больше продаж. На такую структуру «одевается» ваш контент — фирменный стиль, тексты, фотографии, уникальные торговые предложения, после чего страница выходит в свет. Разработка лендинга и запуск в сети — до 7 рабочих дней. Стоит отметить, что в разработку самой посадочной страницы входит и написание копирайтером продающих текстов для вашего бизнеса, чтобы каждый посетитель страницы захотел совершить покупку именно у вас. Результат: качественно разработаная продающая посадочная страница, которая готова приносить вам новых клиентов.