Реферати українською » Коммуникации и связь » Управління напругою рентгеноскопічне установки


Реферат Управління напругою рентгеноскопічне установки

Страница 1 из 7 | Следующая страница

>СОДЕРЖАНИЕ

ЗАПРОВАДЖЕННЯ

1. СТАН ПРОБЛЕМИРЕНТГЕНОСКОПИЧЕСКИХМЕТОДОВДОСМОТРА

1.1 Стан існують, та опис ЗУ

1.2 АналізТЗ розробці

1.3 Огляд літератури

1.3.1 Рентгенівські спектри

1.3.2 Коефіцієнт ослаблення рентгенівських променів

1.3.3 Генератори рентгенівського випромінювання

1.3.4Оптические параметри рентгенівських трубок

1.3.5 Електричні характеристики

1.3.6 Типи рентгенівських трубок

2. АНАЛІЗ І СИНТЕЗКОНТУРА УПРАВЛІННЯНАПРЯЖЕНИЕМРЕНТГЕНОСКОПИЧЕСКОЙУСТАНОВКИ

2.1 Постановка спільної справи синтезу

2.2 Математичне опис системи управління

2.2.1 Формування функціональної схеми СУ

2.2.2Линеаризация математичну модель СУ

2.2.3 Побудова моделі об'єкта

2.2.4 Дослідження і аналіз функціональних властивостей системи

2.3 Динамічний розрахунок системи

2.3.1 Синтез цифрового коригувального устрою із отриманням дискретної передавальної функції регулятора

2.3.2 Синтез коригувального устрою з допомогоюЛАЧХ

2.3.3 Дослідження і аналіз функціональних властивостей цифровий системи

2.4 Експериментальне визначення коефіцієнташиротно-импульсного модулятора

3.КОНСТРУКТОРСКАЯ ЧАСТИНА

3.1 Підготовка алгоритмів управління до реалізації на управляючому обчислювачі

3.2 Функціональна схема обчислювача

3.2.1 Функціональна схема і характеристики інтерфейсумикроконтроллера

3.2.2Аналогово-цифровой перетворювачK1113ПВ1

3.2.3 Аналоговий ключ з декодеромK590KH3

3.2.4 Цифровим аналоговий перетворювачK572ПA1

3.3 Розробка програмного забезпечення мовою асемблер використовуваного мікропроцесором

4.ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЙ ПРОЦЕС СКЛАДАННЯ ДРУКОВАНОГОУЗЛАВЫЧИСЛИТЕЛЯ

4.1 Аналіз технологічності

4.1.1 Якісна оцінка технологічності

4.1.2Количественная оцінка технологічності

4.2 Розробка технологічного схеми складання

4.3 Розробка маршрутної технології

4.4 Розробка операційній технології

4.4.1 Вибір операції і розробити й оптимізації продуктивністю

4.4.2 Встановлення змісту переходів, варіантів здійснення операції та його нормування

4.4 Розробка операційній технології

4.4.3 Визначення оптимального варіанта здійснення операції продуктивністю залежно від кількості виробів на партії

5. ЕКОНОМІЧНА ЧАСТИНА

5.1 Опис вироби

5.2 Оцінка ринку збуту установки

5.3 Прогнозування собівартості виробу     

5.3.1 Розрахунок собівартості блоку обчислювача

5.3.2 Розрахунок собівартості і системи управління

5.4 Аналіз конкурентоспроможності вироби

5.5 Стратегія маркетингу

5.6 Баланс прибутків і витрат

5.7 Укладання

6 БЕЗПЕКАЖИЗНЕДЕЯТЕЛЬНОСТИ

6.1 Виявлення й аналіз шкідливих і найнебезпечніших виробничих чинників, які у робочої зоні проектованого об'єкта

6.2 Розрахунок штучного висвітлення виробничих приміщеннях

6.3 Виявлення й аналіз можливих надзвичайних ситуацій

6.4 Розрахунок наслідків надзвичайних ситуацій техногенного характеру, причиною яких є пожежі

>ЗАКЛЮЧЕНИЕ

СПИСОК ЛІТЕРАТУРИ

>ПРИЛОЖЕНИЕ


>РЕФЕРАТ

126 сторінок тексту, 37 малюнків, 12 таблиць, 4 докладання

Об'єктом управління рентгенівська трубка0.32BPM34-160.

У цьому дипломної роботі проведено проектування контуру управління напругоюрентгеноскопической установки.

Для дослідження контуру управління напругоюрентгеноскопической установки використаний пакетMatlab із фотографієюSimulink.

Працюючи побудована функціональна схема, математична модель об'єкта управління, обраний закон управління, проведено аналіз стану та синтез системи, розглянуті статичні і динамічні характеристики системи, досліджувана вплив обурень на систему після чого зроблено висновок що систему відповідає вимогамТЗ.

Розроблено принципова схема управляючого обчислювача, і навіть технологічний процес складання друкованого вузла обчислювача. Розрахована собівартість системи та її ринкова ціна. Визначено також і проаналізовані шкідливі і небезпечні чинники розробки цього проекту.

>РЕНТГЕНОСКОПИЧЕСКАЯ УСТАНОВКА,КОНТУР УПРАВЛІННЯ,МАТЕМАТИЧЕСКАЯ МОДЕЛЬ,АНОДНОЕ НАПРУГУ,ЛОГАРИФМИЧЕСКАЯЧАСТОТНАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА, ЗАПАС ПОАМПЛИТУДЕ. ЗАПАС ПОФАЗЕ, ЧАС ПЕРЕХІДНОГО ПРОЦЕСУ,СТАТИЧЕСКАЯ ПОМИЛКА,КОРРЕКТИРУЮЩЕЕЗВЕНО,ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЙ ПРОЦЕС,СЕБЕСТОИМОСТЬ.


СПИСОКСОКРАЩЕНИЙ

ЗУ – об'єкт управління;

САУ – система автоматичного управління;

>ЛАЧХ – логарифмічнаамплитудно-частотная характеристика;

>ЦСАУ – цифрова система автоматичного управління;

>АЦП – аналоговий – цифровий перетворювач;

>ЦАП – цифровий – аналоговий перетворювач;

>ШИМ –широтно-импульсний модулятор;

>СС-схема порівняння;

МП – мікропроцесор;

БІ- блок інверторів;

>Тр1,Тр2– трансформатор;

>УН1,УН2 –умножитель напруги;

РТ – рентгенівська трубка;

ДП – датчик струму;

>ДН – датчик напруги.


ЗАПРОВАДЖЕННЯ

Установка, розглянута у цій роботі, варта огляду багажу на пунктах митного контролю.Досматриваемий об'єкт, переміщуючись вдосмотровом тунелі з допомогою стрічкового транспортера, перетинає віяловий промінь рентгенівського випромінювання, яке рентгенівської трубкою. Тіньовий зображення перерізу об'єкта реєструється лінійкоюфотодатчиков і циклічно формує зображення об'єкта, виведене на екран.

У зв'язку з тим, що хімічний складвеществ(оружие, контрабанда, наркотики, вибухонебезпечні речовини), які потрібно контролювати на митницях, різний. Не своєчасне визначення даних речовин можуть призвести до дуже серйозних наслідків, тому виникла потреба використаннярентгеноскопических інтроскопів.

Для контролю необхідно випромінювати хвилі різною довжини і інтенсивності. Тому необхідно стабілізувати роботи й інтенсивність випромінювання рентгенівської трубки. Причини, викликають зміна робочих параметрів рентгеноскопів своєю практикою, - коливання напруги сіті й зміна анодного струму.

У цьому роботі розглядатиметься аналіз політики та синтез контуру управління напругою, досліджені статичні і динамічні характеристики системи. До того ж розглянута машинна модель системи управління, експериментально досліджені динамічні і статичні характеристики однієї з блоків системи, розробленийтехнологичесий процес складання друкованого вузла управляючого обчислювача. Розрахована вартість обчислювача і визначено заходи щодо охорони праці розробника.


1. СТАН ПРОБЛЕМИРЕНТГЕНОСКОПИЧЕСКИХМЕТОДОВДОСМОТРА

 

1.1 Стан існують, та опис ЗУ

Установка, розглянута у цій роботі, варта огляду багажу на пунктах митного контролю. Щоб запобігти переміщення з-за кордону зброї, контрабанди, наркотиків, вибухонебезпечних речовин необхідно контролювати той процес . Тому не виникає необхідність використаннярентгеноскопических інтроскопів.

Для контролю необхідно випромінювати хвилі різною довжини і інтенсивності. Тому необхідно стабілізувати роботи й інтенсивність випромінювання рентгенівської трубки. Причини, викликають зміна робочих параметрів рентгеноскопів своєю практикою, - коливання напруги сіті й зміна анодного струму. Коливання напруги мережі призводять до значним коливань інтенсивності випромінювання через зміну анодного напруження і струму. Зміни анодного напруження і особливо анодного струму можуть також викликати перевищення припустимою потужності трубки або номінального напруги трубки при зменшенні анодного струму (зменшення падіння напруги).

У цьому дипломному проекті розробляється контур управління і стабілізації напругирентгеноскопической установки, розглянутівозмущающие впливу, такі як пульсація, хитання й шуми напруги мережі.

Нарис.1.1 представлена функціональна схемарентгенотелевизионной установки "Поліскан".

Систему керуваннярентгеноскопичной установкою містить: джерело харчування 1, другий джерело харчування 2, першийширотно – імпульсний модулятор (>ШИМ) 3, фільтр 4, інвертор 5, дільник напруги 6, першесравнивающее пристрій 7, перший цифровий регулятор 8, другийширотно – імпульсний модулятор (>ШИМ) 9, третій блок харчування 10, другесравнивающее пристрій 11, другий цифровий регулятор 12, рентгенівську трубку 13.

Малюнок 1.1 - Функціональна схемарентгенотелевизионной установки "Поліскан"

Система працює в такий спосіб.

На вхід системи подається змінне напруга 220 У, яке проходячи через блоки вторинних джерел харчування 1,2, перетворюються на постійне за сигналом напруга. Далі, проходячи черезширотно-импульсний модулятор 3, напруга йде вхідфільтра 4 , і потім на інвертор 5. Після цього сигнал черезвелитель напруги 6 надходить на вхід першого який би порівняв устрою 7.

З метою управління інтенсивністю і спектром випромінювання задається значення опорного напруги. Перше опорне напруга Є>оп1 подається на вхід першого який би порівняв устрою 7. Розбіжність між опорнимнапряженим і дійсним усувається шляхом введення у цей контур цифрового регулятора 8. Отже реалізований перший контур.

У другому контурі управління з вторинного джерела випромінювання 2 напруга подається на вхідширотно-импульсного модулятора 9, і потім проходячи другий блок харчування 10, іншесравнивающее пристрій 11.Сравнивающее пристрій 11 порівнює заданий опорне напруга Є>оп2 та справжнє, яка є не вдома вторинного блоку харчування 10. Цифровим регулятор 12 введений контур усунення розбіжності між тими напругами.Отрегулированний за напругою сигнал подається на вхід рентгенівської трубки 13.

Отже, отримуємо точний аналіз багажу і речовин, краще зображення багажу через монітор з допомогою управління інтенсивністю і спектром випромінювання. Розроблювана система варта управління генератором рентгенівського випромінювання, у якого виступає рентгенівська трубка.

1.2 АналізТЗ розробці

Вихідними для нашої системи є паспорт рентгенівської трубки, який зображений на рис. 1.2 і табл. 1.1. У ньому наведено режими роботи ЗУ, марка, номінали, температура, динамічні і статичні характеристики.

Малюнок 1.2 –Рентгеновская трубка0.32BPM34-160

Таблиця 1.1 Технічні характеристики рентгенівської трубки0.32BPM34160

>Параметр Так само номінальне Не більш
Струм напруження, А 3.3
2.3
Напруга напруження, У 3.6
1.7
>Анодное напруга, кВ 70 160
>Анодний струм,мА 2
Номінальна потужність трубки , кВт 0.32
Розміри ефективного фокусного плями, мм
-ширина 0.6 0.9
-довжина 0.4 0.7

Аналіз та обробка результатів вимірів проводиться в автоматичному режимі. І тому розроблено методики аналізу багатьох елементів щодо різноманітних типів речовин. Методики реалізовані як комп'ютерних програм. Під час виміру комп'ютер управляє усіма вузлами спектрометра відповідно до заданої програмою аналізу. Сучасний рівень надійності устаткування й пристрій автоматичної подачі зразків дозволяють виконувати аналіз безупинно цілодобово й без участі оператора. Після закінчення вимірів комп'ютер виконує розрахунок концентрацій. Результатів аналізу передаються електронними засобами зв'язку автоматично за вказаними адресами, або накопичуються базі даних вимірів для подальшого опрацювання.

Оскільки розробкою системи загалом займається інша організація, то рамках даної роботи проводитися виключно розробка регуляторів в ланцюгах управління анодним напругою і струмом напруження.

Решта елементи системи визначаються замовником.

Захист обслуговуючого персоналові та пасажирів від рентгенівського випромінювання забезпечується винтроскопах свинцевими екранами,предотвращающими відплив і розсіювання випромінювання в навколишньому просторі. Додатковими заходами захисту служитьдублируемий контроль інтенсивності випромінювання та автоматичне вимикання генератора в критичних ситуаціях.

Оскільки головна зворотний врентгенотелевизионной установці відсутня, то контроль керованих параметрів неможливий. Але частота випромінювання пропорційна анодному напрузі, а інтенсивність – функція анодних напруження і струму. Тому виробляється управління цими параметрами

Розроблювана систему управління єдвухконтурной. Тож у системі дві управляючих змінних –анодное напруга йанодний струм, відповідно 2 каналу. У першому каналі використовується регуляторПИ –типу, а каналі ПІД – типу. У каналі , де керуючої перемінної єанодний струм, ми вибрали регуляторПИ – типу.Т.к. у системі виникає статична помилка, то систему вводимо інтегральну складову у тому , щоби підвищити точність в що встановилася режимі. У каналі , де керуючої перемінної єанодное напруга, ми вибрали регулятор ПІД – типу. Оскільки інтегральна складова вносить вистему запізніле розуміння за фазою, що зумовлює зменшенню запасу стійкості за амплітудою і фазі і збільшується тривалість перехідного процесу, то вводимо диференціальну складову.

Виконання вимог замовника до якості системи здійснюватиметься розробкоюПИД-регуляторов з урахуванням побудованої машинної моделі з різних методик побудови управляючих пристроїв (як аналітичних, і про чисельні).

Після цього із різних регуляторів відберуть, який би найкращі показники якості.

У цьому основним критерієм вибору є мінімізація високочастотних складових в спектрах що живлять генератор напруг, як основне джерело спотворення вихідних характеристик трубки.

1.3 Огляд літератури

 

1.3.1 Рентгенівські спектри

Рентгенівські спектри, спектри випущення і поглинання рентгенівських променів, т. е. електромагнітного випромінювання у сфері довжин хвиль від 10-4 до 103 [1]. Для дослідження спектрів рентгенівського випромінювання, одержуваного, наприклад, в рентгенівської трубці, застосовують спектрометри зкристаллом-анализатором (чидифракционной гратами) абобескристальную апаратуру, що складається з детектора (>сцинтилляционного, газового пропорційного чи напівпровідниковогосчетчика) іамплитудного аналізатора імпульсів. Для реєстрації рентгенівського спектра застосовуютьрентгенофотопленку й різні детектори іонізуючихизлучений[27,28,29].

Гальмівний випромінювання, електромагнітне випромінювання,испускаемое зарядженої часткою при її розсіянні (гальмуванні) в електричному полі. Іноді в поняття гальмівне випромінювання включають також випромінювання релятивістських заряджених частинок, рухомих в макроскопічних магнітних полях (в прискорювачах, осіб у космічному просторі), і називають йогомагнитотормозним; проте він більше вживаним у разі є термінсинхротронноеизлучение[36].

 Спектр випромінювання рентгенівської трубки є накладення гальмівного і характеристичного рентгенівського спектра. Гальмівний рентгенівський спектр виникає під час гальмування заряджених частинок,бомбардирующих мішень . Інтенсивність гальмівного спектра швидко зростає зі зменшенням масибомбардирующих частинок і становить значної величини при порушенні електронами. Гальмівний рентгенівський спектр — суцільний, оскільки частка може втратити при гальмовому випромінюванні будь-яку частину свого енергії. Він безупиннораспределен за всідлинам хвиль , до короткохвильовою кордону (>рис.1.3) [27,32].

Малюнок 1.3- Розподіл інтенсивності I гальмівного випромінювання W подлинам хвиль l що за різних напругах V на рентгенівської трубці.

Відповідно до класичної електродинаміки, що досить добре описує основні закономірності гальмівного випромінювання, його інтенсивність пропорційна квадрату прискорення зарядженої частки. Оскільки прискорення назад пропорційно масіm частки, то тому ж полі гальмівне випромінюваннялегчайшей зарядженої частки — електрона буде, наприклад, мільйони разів потужніші випромінювання протона. Тому найчастіше простежується практично використовується гальмівне випромінювання, виникає при розсіянні електронів наелектростатическом полі атомних ядер і електронів; така, зокрема, природа рентгенівських променів в рентгенівських трубках й гамма-випромінювання,испускаемого швидкими електронами під час проходження черезвещество[30,31].

Спектр фотонів гальмівного випромінювання безперервний і обривається при максимально можливої енергії, рівної початковій енергії електрона. Інтенсивність гальмівного випромінювання пропорційна квадрату атомного номери Z ядра, на полі якого гальмується електрон. При русі в речовині електрон з енергією вище деякою критичної енергії E0 гальмується переважно рахунок гальмівного випромінювання (з меншими енергії переважають втрати на порушення і іонізацію атомів) [8,9,10].

>Рассеяние електрона в електричному полі атомного ядра і атомних електронів є суто електромагнітним процесом, та її найточніше опис дає квантова електродинаміка. При невідь що високих енергії електрона хороше згоду теорії з експериментом характеризується обліку лише однієї кулонівського поля ядра. Відповідно до квантової електродинаміки, на полі ядра існує певна ймовірність квантового переходу електрона до стану з не меншою енергією з випромінюванням, зазвичай, одного фотона (ймовірність випромінювання більшої кількості фотонів мала). Оскільки енергія фотона E дорівнює різниці початковій та кінцевої енергії електрона, спектр гальмівного випромінювання має різку кордон при енергії фотона., рівної початковій кінетичній енергії електрона Te, рис. 1.4. Оскільки ймовірність випромінювання в елементарному акті розсіювання пропорційна Z 2, то тут для збільшення виходу фотонів гальмівного випромінювання в електронних пучках використовуються мішені з речовин з більшими на Z (свинець, платина тощо.). Углове розподіл гальмівного випромінювання істотно залежить від Te: внерелятивистском разі гальмівне випромінювання подібно випромінюванню електричногодиполя, перпендикулярного до площині траєкторії електрона. При високих енергії гальмівне випромінювання спрямоване вперед рухом електрона і концентрується не більше конуса з кутовим розчином порядку; це властивість використовується щоб одержати інтенсивних пучків фотонів високої енергії (-квантів) на електронних прискорювачах. Гальмівний випромінювання є частковополяризованним[9,10,27,28,36].

На властивості гальмівного випромінювання під час проходження електронів через речовина впливають ефекти, пов'язані з структурою середовища проживання і багаторазовим розсіюванням електронів [1,9,36].

 Гальмівний рентгенівське і гамма-випромінювання широко застосовують у техніці, медицині, в дослідженнях

Страница 1 из 7 | Следующая страница

Схожі реферати:

Навігація