主动式发射率检测系统技术的研究开发

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1、华中科技大学硕士学位论文主动式发射率检测系统技术研究开发姓名：夏元申请学位级别：硕士专业：控制理论与控制工程指导教师：郑英2011-02-20摘要飞行器和运载工具的燃烧器在飞行过程中都会遇到热和温度的问题，为保证其正常运行，必须对其热过程进行热分析和热设计，并采取有效的隔热防热措施。这其中，燃烧器的表面发射率的就是关键参数之一，也是研制、评价和优选隔热防热材料的主要依据。本文介绍了主动式发射率的检测原理，并结合测量模型，描述了主动式在线发射率检测系统的总体方案设计。对红外发射源和接收源进行了选型并在其基础上进

2、行了传感器的结构设计和信号处理及电子系统软硬件设计。这其中重点介绍了系统软件的开发，包括基于PLC的数据采集系统和基于VC的上位机监控系统软件。PLC部分重点介绍了智能模块的选型、程序设计以及相关容错处理。上位机部分重点介绍了软件的功能与模块设计，包括软件的结构、定时控制、数据流和用户接口设计。上下位机通过RS-485总线，通过基于Modbus协议和无顺序协议而制定的特殊通信协议进行数据交换。根据主动式在线多点检测系统的功能和性能要求，结合主动式的测量原理和电子系统的设计，推导了主动式温度补偿算法，用以补偿热

3、敏电阻工作环境温度变化而带来的误差。通过大量的试验验证了温度补偿算法的合理性和有效性。之后利用发射率已知的样板进行标定试验，得到了补偿参数C值，将C值代入到计算机信息处理程序中进行一系列验证试验。试验结果表明，测量系统的一致性比较高，测量发射率的结果在要求的误差范围内，顺利通过了甲方的验收。关键词：主动式发射率热敏电阻温度补偿上位机IAbstractTheaeroengineoftheaircraftoftencomesacrosstheheatandtemperatureproblems.Toavoidda

4、mageofthetemperature,thermalanalysisisneeded.Andthesurfaceemissivityoftheaeroengineisthemostimportantkeyparameterinthermalanalysisandtheprimaryreasonfordevelopingandchoosingthethermalinsulation.Thisthesisintroducesthedetectionprinciplesoftheactiveemissivity

5、testsystem,anddescribestheoveralldesignoftheactiveonlineemissivitymeasuringsystem,combiningwithmeasuringmodel.And,basedonthetypeselectionoftheinfraredsensorandemitter,thethesisintroducesthestructuredesignofthesensor,softwareandhardware.Thisthesismainlydeals

6、withthesoftwaredevelopment,includingthedataacquisitionsystembasedonthePLCandtheinformationprocessingplatformbasedonVC6.0(thecomputersystem).ThePLCmainlyexpoundthetypeselectionofthesmartmodule,softwaredesignandthefaulttolerancealgorithm.Thecomputersystemmain

7、lyexpoundthefunctionandmoduledesignofthesoftware,includingsoftwarestructure,timingcontrol,datastreamandtheuserinterfacedesign.TheupperandPLCcommunicateswitheachotherbyRS-485,usingtheprotocolformulatedbythecombinationtheModbusprotocolandthenonsequencedprotoc

8、ol.Accordingtotherequirementsofthefunctionandsystemperformanceoftheactiveemissivitytestingsystem,thedetectionprinciplesandthedesignoftheelectronicsystem,thethesisdiscussesthetemperaturecompensationalgo