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同心圆TIG电弧电流分布测量系统

收藏本文 2024-02-08 点赞:5744 浏览:19612 作者:网友投稿原创标记本站原创

摘要:本论文综述了各种电弧电流密度分布测量技术,浅析了它们的异同之处。针对TIG焊电弧在工件表面上的电流密度分布测量,设计了一套TIG电弧电流采集系统。利用将整个电弧分割出每个“像素”点的思想,提出了一种基于“等宽线-同心圆分割”模型的测量策略,实现了对整个电弧在工件表面的电流密度分布状态的探讨。针对TIG电弧在工件表面的电流密度分布,设计了一种电流传感装置,屏蔽了外界强烈的电磁干扰,实现对电弧电压信号真实可靠的采集;搭建了一套带动电弧相对电流传感装置运动的稳定的行走机构,避开了电弧在运动历程中的“粘滞”现象;基于虚拟仪器的思想,利用高速采集卡等硬件设施,利用LabVIEW编程软件编写了一套电压信号采集、显示、存储程序;利用所搭建的电流采集系统,进行了一系列前期探讨实验,进一步确定了最终采集实验的关键参数:缝宽1mm,弧长3mm,采样电阻值10Ω,上下板间距不超过0.21mm。后期对所得数据进行浅析、处理,利用基于“等宽线-同心圆分割”模型获得了电弧在工件表面、电弧轴向的16个电流密度值,最终实现对整个电弧在工件表面上电流密度分布的三维图形重构。本论文对电弧在工件表面的电流分布状态进行了深入探讨,对TIG电弧的特性有了更深入的了解,获得了测量实验中的一些关键参数,最终重构出整个电弧电流密度分布,为电弧的科学探讨和工程运用提供了一定的借鉴。关键词:TIG电弧论文电流密度分布论文“等宽线-同心圆分割”模型论文三维重构论文

    摘要5-6

    Abstract6-7

    目录7-9

    1 绪论9-24

    1.1 选题背景及作用9

    1.2 TIG等离子电弧9-13

    1.2.1 等离子体9-10

    1.2.2 TIG焊接电弧等离子体10-13

    1.3 国内外探讨情况13-22

    1.3.1 电弧力测量14-15

    1.3.2 电弧电流密度测量15-22

    1.3.3 等离子体诊断技术综合比较22

    1.4 探讨内容22-23

    1.5 技术路线图23-24

    2 电弧电流接收采集系统设计24-34

    2.1 采集原理24

    2.2 采集传感部分的探讨24-26

    2.2.1 采集传感示意图24-25

    2.2.2 电流接收传感装置25-26

    2.3 行走机构装置部分26-27

    2.4 全套采集系统硬件部分的搭建27-29

    2.5 基于LabVIEW虚拟仪器的设计29-32

    2.5.1 采集系统组成29-30

    2.5.2 LabVIEW程序的编写30-32

    2.6 本章小结32-34

    3 参数设计实验和探讨34-45

    3.1 对焊接电源输出信号的探讨34-38

    3.1.1 测量电弧两端电压波形34-35

    3.1.2 其它电路加入实验35-38

    3.2 各参数确定实验38-43

    3.2.1 不同缝宽、采样电阻下的实验39-41

    3.2.2 弧长与所测信号间联系41-42

    3.2.3 不同上下板间距比较实验42-43

    3.3 本章小结43-45

    4 数据处理模型与重构技术探讨45-51

    4.1 数据处理模型与重构技术概述45

    4.2 电流等宽分割45-46

    4.3 电流同心圆分割与电流密度计算46-47

    4.4 采集步骤示例47-50

    4.5 本章小结50-51

    5 电流密度的测量计算与重构技术51-62

    5.1 电流密度的径向分布51-52

    5.2 电流密度三维重构52-59

    5.2.1 各“像素”点面积的计算52-53

    5.2.2 各“像素”点电流密度值的计算53-59

    5.3 电弧电流密度值的三维重构59-61

    5.4 本章小结61-62

    6 结论62-64

    致谢64-65

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