基于LabVIEW回转窑筒体椭圆度测量系统

摘要

水泥回转窑是水泥生产中的核心设备，它长期在重载、高温的情况下工作。作为关键性的设备，回转窑正常运转对水泥生产有着重要意义。回转窑的窑内砌有一层耐火砖，用于隔热作用。窑在长期的生产过程中，其耐火砖由于不断受到原料的磨损而变薄，或者由于窑中心线的不平直而使筒体受到应力作用使耐火砖发生脱落的现象而引发“红窑”事故，如不及时发现，会筒体会被烧穿引发更大的生产事故。如果发生此类事故，水泥厂家需要停窑做相关的修复工作，这对水泥厂会带来重大经济损失，因此，保证回转窑的正常运作，对于生产厂商的生产状况、经济效益和生产成本是非常重要的，具有重大的经济意义。要防止此类事故，我们需要一套能够检测筒体变形的仪器，即椭圆度测量仪，通过此仪器可以测量筒体变形量，并计算椭圆度大小，根据椭圆度大小我们可以判断筒体刚度情况及其内部耐火砖是否变薄而发生脱落现象。以便提醒水泥厂决定采取相应的修理措施，提高回转窑的运转效率和检修质量标准。 本文研究分析了回转窑产生椭圆度的原因以及国内外的回转窑筒体椭圆度的测量方法，经过分析对比，提出了新的筒体椭圆度测量方法以及新的数据处理手段，并设计出了筒体椭圆度测量仪，该椭圆仪已得到良好应用。 在论文中，文章对筒体椭圆度的测量原理，计算公式做了详细的介绍与推理。之后，文章就对椭圆度仪器设计部分进行了详细的介绍，包括仪器的机械结构的设计，仪器接口电路的设计及上位机软件的编写。在我们自主设计的仪器中，采用无线通信方式将传感器采集的数据发送到电脑中。采用这种设计，我们可以直接在现场采集数据，并实时显示筒体变形曲线和计算椭圆度大小。在软件设计部分，我们采用NI公司的LabVIEW编程软件，该软件编程方便快捷，并且具有良好的人机交换界面，我们可以方便直观地看到我们的测量结果及筒体变形曲线。 国外由于其技术垄断，其椭圆度测量仪在中国还未得到推广使用。因此我们设计出国内首款电子式椭圆度测量仪，它打破国外椭圆度测量仪的技术垄断，并且相对国外仪器成本低廉，能够为绝大多数中国水泥企业服务，其作为产品也具有良好的市场竞争力。

目录

文摘

英文文摘

声明

第1章绪论

1.1回转窑概述

1.1.1回转窑的应用

1.1.2回转窑的发展

1.1.3回转窑的结构

1.1.4回转窑相关测量参数

1.2课题研究的目的、意义

1.3和本课题有关的国内外研究现状分析，包括发展水平和存在的问题等

1.3.1瑞典F.G.Rosenblad测量方法

1.3.2美国飞利浦测窑公司电子式测量仪

1.3.3丹麦雷法测窑公司无线式椭圆仪

1.4研究目标、研究内容和拟解决的关键问题

1.5预期的研究成果和创新点

1.6本章小结

第2章回转窑简体椭圆度测量方法及公式原理

2.1椭圆度的定义

2.2回转窑筒体椭圆度的测量方法

2.3椭圆度计算公式原理

第3章回转窑简体椭圆度测量仪器设计

3.1椭圆仪机械部分设计

3.1.1椭圆仪主要材料的选择

3.1.2椭圆仪仪器结构的设计

3.2椭圆仪电路部分设计

3.2.1椭圆度测量仪电路系统简介

3.2.2椭圆度测量仪电路元器件选择

3.2.3椭圆度测量仪电路系统的设计

第4章椭圆度测量系统软件设计

4.1虚拟仪器简介

4.1.1虚拟仪器概念

4.1.2虚拟仪器的构成

4.2 LabBVIEW开发环境简介

4.2.1 LabVIEW软件的简介

4.2.2 LabVIEW软件的优势

4.3测量系统软件编写

4.3.1软件总体构成

4.3.2数据采集部分软件的设计

4.3.3数据处理部分软件的设计

4.3.4 LabVIEW的EXE文件及安装文件的生成

第5章椭圆度测量系统误差分析

5.1误差来源分析

5.2减少误差措施的分析

第6章椭圆度测量仪的应用及数据结果分析

6.1椭圆仪的安放

6.2椭圆仪数据采集与分析

6.2.1测量截面的选择

6.2.2测量数据的分析

6.2.3椭圆仪的应用

第7章总结与展望

7.1总结

7.2展望

参考文献

致谢

作者在攻读硕士学位期间发表的论文