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船用智能测厚装置的研制与精度分析
| 论文题名： | 船用智能测厚装置的研制与精度分析 |
| 关键词： | 船用智能测厚装置;精度分析;工作原理;运行参数;适用范围 |
| 摘要： | 船舶作为水上主要交通工具，受海水腐蚀和波流冲击影响，其使用环境恶劣。海水腐蚀使船板厚度减小、强度降低、导致船舶使用寿命缩短、航行性能下降。使用科学方法对船板厚度定期、精确的检测，对保证船舶航行安全有着重要的意义。本文根据船体测厚规范要求，研究论证船板测厚方法，并研制船用测厚装置，以超声波测厚理论知识为基础，分析研究船体粗糙度、曲度、振动对测厚精度的影响。 本文主要开展的研究包括： 1.船板测厚方法的选定。通过对比分析五种常规测厚方法的工作原理、适用范围、测厚特点，确定选用超声波测厚仪作为本装置的测厚设备；根据超声波测厚原理、衰减、传播规律等特点，分析船板曲度和表面粗糙度对超声波测厚精度的影响。 2.船体粗糙度和曲度对测厚精度的影响分析。根据超声波测厚原理及传播特性，通过对船体表面粗糙度、船板曲度、传感器动态特性等因素分析，计算超声波衰减、反射率、透射率、往返透射率对声压再分配，测厚耦合层混入空气使测厚工作失败，船板内部夹渣使测厚值不能反映船板真实厚度，提出解决方案并进行实验验证。 3.分析超声波传感器动态特性，引入修正因子解决因船体振动和超声波散射引起的测厚误差，使测厚误差由3%减小为1.1%。利用MATLAB软件对测厚数据绘制三维视图，更直观的反映船体腐蚀情况。 4.船用智能测厚装置的研制。根据国家海事法规和船级社测厚规范要求，结合在役船舶测厚实际环境，以智能爬壁机器人为载体，设计制作了船用智能测厚装置。设计的承载机构可完成耦合剂涂抹、传感器及涂抹头运动等工作，并使测厚误差由2.4%减小为0.6，对探头施加压力使测厚误差由3%减小为1%；分析承载机构受力，根据步进电机保持力矩确定电机型号。通过试验验证，测厚装置的可用性。 本文研制的船用智能测厚装置，可实现预期功能。针对船体曲度、粗糙度及传感器动态特性对测厚精度的影响进行分析研究，提出解决方案并通过实验，验证其可行性。 |
| 作者： | 刘春青 |
| 专业： | 轮机工程 |
| 导师： | 陈景锋 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 集美大学 |
| 学位年度： | 2013 |
| 正文语种： | 中文 |
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