无损的保护（精选3篇）
无损的保护 篇1
据《农业工程学报》2010年3月报道, 在我国, 果蔬采摘作业是果蔬生产链中最耗时、最费力的一个环节, 抓取和采摘作业质量的好坏直接影响到产品的后续加工和储存。由于采摘作业的复杂性, 农业机器人采摘成功率低, 损伤率高, 主要原因是末端执行器抓持果蔬的力过大或过小, 导致果蔬抓伤或脱落。果蔬在抓取过程中会发生变形, 采摘中应考虑果蔬变形对末端执行器夹持力的影响。在抓取果蔬的过程中应实时预测果蔬的抓持力大小, 采用灰色预测增量式PI力控制算法, 可以使末端执行器和果蔬间的抓持力快速低超调地跟踪设定力, 从而减小果蔬抓取损伤。
此研究报告刊登于《农业工程学报》2010年第3期, 题为“基于灰色预测控制的果蔬抓取系统设计与试验”, 第一作者为南京农业大学王学林博士。
由于采摘作业的复杂性, 采摘作业季节性强、劳动强度大、费用高, 费用约占成本的50%~70%, 采摘自动化程度仍然很低, 国内果蔬采摘基本上都是人工进行。随着人口的老龄化和农业劳动力的减少, 农业生产成本也相应提高, 这样会大大降低产品的市场竞争力。在日本和欧美等发达国家, 近20年来一直致力于采摘机器人的研究和开发, 而末端执行器抓取果蔬的控制策略是农业机器人末端执行器研究的重点。
论文中采用了灰色预测控制, 灰色预测最明显的优点就是只需要少数几个数据就可以建立一个灰色模型, 不像传统预测方法那样要求相当多的数据和很好的分布特性, 灰色预测最少只需要4个数据, 因而灰色预测方法可用于实时控制中。论文提出一种灰色预测增量式PI力控制算法, 通过采集果蔬受到的抓持力建立灰色预测模型, 将实际力偏差和预测力偏差按某个权值结合起来形成综合力偏差, 当预测模型精度较高或较低时, 相应地加大或减小预测力偏差在综合力偏差中的权值, 使控制器对末端执行器和果蔬之间的动态抓持过程具有适应性。灰色预测增量PI力控制算法把力控制变成末端执行器的变速度控制, 采用灰色预测的目的是可以提前预测果蔬受到的抓持力, 根据预测力和当前实际力提前作出决策, 使力控制器可以利用过去、当前和未来的果蔬抓持力信息来计算合适的控制校正量对抓持力偏差进行预补偿, 控制器可以获得超调量小和响应快速的特点。
果蔬的无损抓取和采摘控制是当前农业机器人领域的热点和难点问题, 该论文提出的控制方法既有较深的理论价值, 也有很强的工程应用效果, 为后续研究奠定了基础。
《农业工程学报》
无损的保护 篇2
随着我国油气管道工程的飞速发展，作为控制管道施工焊接质量手段之一的无损检测应用程度及水平不断提高，相应的施工及验收规范都做了具体的要求。但在实际施工中不规范的管理与不规范的操作现象还是时有发生，势必影响工程质量，对将来油气管道的运行埋下安全隐患。因此业主委托有资质的第三方对无损检测施工质量进行飞行检查就显得尤为必要。1.飞行检查工作的准备 a.人员的准备
成立由相关专家牵头，数名有相应资格的专业检测人员组成的检查组； b.资料的准备
检查组成员应熟悉该项目所涉及的相关标准规范，根据业主委托的内容要求编制《无损检测工程质量飞行检查细则》等文件，并报业主审批；
c.检测设备的准备
根据规范规定的无损检测方法准备相应的检测设备； 2.首次飞行检查 a.制定首次检查计划；
b.到检测施工所在地，召集无损检测单位现场施工相关人员会议，了解现场无损检测有关情况（包括人员、设备、工艺等）； c.结合现场情况查看相关资料（各种方法的检测指令、原始记录、底片、相关仪器的自校规程和鉴定证书等），检查无损检测过程控 制是否切实可行，质量体系的运行是否适宜有效；
d.如有不规范的管理与操作现象，检查组应出具书面的《飞行检查不符合通知书》，由受检单位施工负责人签收，并限期整改。3.根据首次飞行检查的情况调整检查内容与重点，随时进行有针对性的检查针对首轮检查发现的问题和整改情况，并结合管道工程施工现场的质量情况和反馈意见，第二轮检查可把重点放在射线拍片复核或手动超声检测复核上。第二轮检查之后可根据施工不同阶段可能出现的问题，进行不定期的有针对性的检查。4.上报检查情况
每次飞行检查工作结束后要及时作出《飞行检查工作报告》，上报业主主管部门，并在业主召集的相关工程会议上及时汇报飞行检查情况，对于飞行检查发现的影响工程质量的普遍性问题，应协助业主召开由相关监理、施工方参加的专题会议及时制定应对措施。5.沟通与交流
无损检测系统的设计 篇3
信号检测和监控是现代工业中不可缺少的一种技术,在检测过程中必须无损于被测物体,称为无损检测。无损检测是现代工业的基础技术之一,是应用物理的方法检测物体表面或内部是否存在缺陷,从而判断被检物体是否合格的一门应用型技术,在冶金、机械、石油、化工、航空、航天等各个领域都有极其广泛的应用,在保证产品质量和工程质量上发挥着愈来愈重要的作用。当今的无损检测体系主要包括:射线检测(RT)、超声检测(UT)、磁粉检测(MT)、渗透检测(PT)和电磁检测(ET)等。
本设计利用铁磁性部件缺陷在外部强磁场的作用下产生漏磁现象从而使输出信号发生变化的原理设计的,可应用于钢管等工件的缺陷检测。从传感器采集到微弱的缺陷信号,对其进行放大,然后将这些模拟信号转化为数字信号就可以送到单片机和PC机中进行处理,单片机和PC机根据处理结果做出相应的响应,在有缺陷的位置做出标记。
2系统简介
应用于漏磁检测与监控系统的基本电路模块如图1所示。假设横、纵各有四路传感器进行信号检测。将传感器接收到的微弱信号经放大、滤波后成为较强的电信号,然后再经过电压比较器电路把模拟信号转换为数字信号。数字信号中高、低电平分别表示正常信号和缺陷信号。将横向的四路信号和纵向的四路信号分别通过一个逻辑芯片输出横、纵各一路信号,将这两个信号以及红外信号接入单片机作为监控信号。
同时PC机可以计算出工件的运动速度和缺陷离标记处的距离从而求出缺陷运动到标记处的时间。单片机采用软件定时在缺陷到达标记处时产生一个脉冲驱动继电器对工件进行打标。整个过程可在PC机上显示,且每个工件的资料都以数据库的形式保存,可以随时调出进行查看。
3低噪声放大器
传感器接收到的信号仅有1～2 mV,非常微弱,很难用作控制信号,因此必须先将其进行放大。因为信号很小,所以对电路的抗噪声性能要求较高,尤其是在前置放大器中,通常采用低噪声集成运算放大电路,电路原理图如图2所示。前级采用同相放大器,可以获得很高的输入阻抗,后级采用差分放大器,可以获得较高的共模抑制比。而且为了进一步增强抗噪声能力,在电路的输入端并接一个小电容可滤除高频成分、降低噪声,在前后级之间串联一个大电容(4.7～100 μF)可防止前级产生的大电流信号对后级产生影响,去除耦合并消除信号输入对后级放大器静态工作点的影响。需要注意的是:差分放大器实际上是对两路信号的差值进行放大,但本设计是对每一路信号进行放大而不是两路信号的差值,所以把加在差分放大器反相输入端的同相放大器的输入直接接地。
4滤波器电路
为追求较好的滤波性能,采用巴特沃斯响应的二阶RC有源滤波器,如图3所示。二阶RC滤波器低通特性的传输函数为:
undefined
其中,Av表示电压增益;ωc表示低通滤波器的截止角频率;Q表示品质因素。根据巴特沃斯响应设计表就可选定电路中的参数。
5电压比较器电路
滤波器输出的是模拟信号,但信号最终要进入单片机进行处理,而单片机只能接收数字信号,因此必须将模拟信号转化为数字信号。采用电压比较器电路来实现模-数转换。电压比较器的作用是对两个输入电压进行比较,并根据比较结果输出高、低两个电平的电压。滤波器的输出信号幅度为4.2～8.2 V,因此,若信号幅度小于4.2 V则视为无缺陷信号,若信号幅度大于4.2 V就判定为有缺陷信号。这种应用属于幅度鉴别,考虑到电路噪声的影响,电压比较器电路采用迟滞比较器电路形式。为使电路结构简单,将钳位电平定在判决电平上,即4.2 V。实际电路如图4所示。在电压比较器的后面加了一个钳位电路,将-12 V钳位到0,将+12 V钳位到单片机判定为高电平电压范围。
6逻辑实现
因为在工件周围横向和纵向上分别有几路检测信号,只要其中有一路信号显示有缺陷,则在这个方向上就说明有缺陷,单片机就控制继电器要进行打标,所以必须将某个方向上的所有信号(本设计为四路)合成一路再送进单片机,这是一个“与”操作,只需用一个含有4个二输入与门的集成芯片74LS08即可实现,如图5所示。
7结语
在实际应用中,横向和纵向的检测信号不一定是四路。若工件的直径较大,则外接的传感器将增加为八路、十六路甚至更多。在设计印刷电路板时,我们将四路信号的放大、滤波、电压判决以及将四路信号进行与逻辑合成一路这些功能做在一块板子上,如果信号路数增加(每次增加的路数均为四的整数倍),则只要加一个模块即可。这样采用模块化思想的处理方法可以使本设计的应用范围易于扩展,使处理功能大大增强。由于整个无损检测系统还包括软件部分,因此还必须为后面的软件处理中设计必要的硬件电路。因篇幅有限,在此不再赘述。
摘要：介绍了一种无损检测的电路系统。系统首先利用传感器采集到微弱的缺陷信号,再将缺陷信号进行低噪声放大,然后通过电压比较判决电路将模拟缺陷信号变换成数字信号,最终将横、纵两路的输出信号送至单片机处理。在PCB设计中,将四路信号的放大、滤波、电压判决以及与逻辑功能做在一块板上,若被检测工件的直径较大,可以将传感器的个数以四的倍数增加,处理电路只需增加一个模块。
关键词：无损检测,放大器,滤波器,传感器,电压比较判决
参考文献
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