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1、论文题目：乳化液介质浓度光学实时监测系统设计作者姓名： 张维华 入学时间： 2010 年 9 月专业名称： 电路与系统 研 究 方 向 ： 嵌 入 式 系 统 及 应 用指导教师： 闫相宏 职 称： 副教授论文提交日期： 2012 年 4 月论文答辩日期： 2012 年 6 月授予学位日期： 2012 年 6 月EMULSION MEDIUM CONCENTRATION OF OPTICALREAL-TIME MONITORING SYSTEM DESIGNA Dissertation submitted in fulfillment of the requirements of the de
2、gree ofMASTER OF PHILOSOPHYfromShandong University of Science and TechnologybyZhang WeihuaSupervisor: Associate Professor Yan XianghongCollege of Information Science and EngineeringApr 2012山 东 科 技 大 学 硕 士 学 位 论 文 摘 要摘要乳化液作为采煤工作面液压支架和液压支柱的传动介质，是液压系统的血液。不仅起到动力传递的作用，而且有润滑、冷却、防腐、防锈的作用。其浓度的高低严重影响了液压支架和支柱
3、的工作寿命和生产成本，使得煤矿生产存在着安全隐患。随着科学技术的发展，人们对乳化液浓度和质量的要求越来越高，而传统的检测手段有精度低、需要人工取样、数据不能实时显示，随时存储等缺点，这就需要设计一套完整的系统来满足 人 们 的 需 求 。 在 此 背 景 下 ， 本 课 题 设 计 了 “乳 化 液 介 质 浓 度 光 学 实 时 监 测 系 统 设 计 ”。CCD 图像处理技术在当今社会已经非常成熟，市面上已经有多款高精度，高稳定性的图像传感器，可以把光信号转换成电信号，经过放大滤波等信号处理之后，就可以送到单片机对图像信息进行综合分析计算。本课题采用的便是光学检测系统。分站应用全反 射 原
4、 理 ， 可 以 将 CCD 采 集 的 图 像 信 息 经 过 计 算 得 到 乳 化 液 浓 度 。 因 为 乳 化 液 浓 度 受 温度 影 响 较 大 ， 单 片 机 将 同 时 采 集 到 的 温 度 信 息 进 行 温 度 补 偿 ， 得 到 准 确 的 乳 化 液 浓 度 值 。分站将这些信息传输给主站，进行综合分析、存储、显示、报警，同时主站也提供对历史信息的打印功能。主站也可以与上位机进行通信，这样人们在井上通过电脑就可以观察到井下乳化液的状态，并随时控制，使其在最佳状态。关键字：乳化液浓度监测 光 学 监 测 光 电 转 换 CCD山 东 科 技 大 学 硕 士 学 位 论
5、 文 摘 要AbstractThe transmission medium of the emulsion as the coalface hydraulic support and hydraulicprop is the blood of the hydraulic system. Not only play the role of power transmission, andlubrication, cooling, corrosion, rust. The concentration of a serious impact on the level of thehydraulic s
6、upport and pillar of his working life and cost of production, coal production thereare security risks. Emulsion concentration and quality with the development of science andtechnology, people are getting higher and higher, the traditional detection methods have lowaccuracy, the need for manual sampl
7、ing, the data can not be real-time display, at any time,storage and other shortcomings, which need to design a complete system to meet the needs ofpeople. In this context, the subject of design emulsion media real-time monitoring of theconcentration of optical system design.CCD image processing tech
8、nology in todays society has been very mature, the markethas a variety of high-precision, high stability of the image sensor, optical signals are convertedinto electrical signals, after amplification of the signal processing of filtering, it can be sent tothe microcontroller The image data were anal
9、yzed calculation. This topic is optical detectionsystem. Sub-station application of total internal reflection, image information collected by theCCD can be calculated emulsion concentration. Because the concentration of the emulsion isaffected by temperature, the microcontroller will be collected at
10、 the same time temperatureinformation for the temperature compensation, the exact concentration of the emulsion.Sub-station will transmit this information to the master, a comprehensive analysis, storage,display, alarm, while the master also provides the print history information. The master canalso
11、 communicate with the host computer, so that people in Inoue, through the computer canobserve the status of the underground emulsion, and to keep control to make it in the bestcondition.Keywords: emulsion concentration monitoring、 optical monitoring、 Photoelectricconversion、 CCD山 东 科 技 大 学 硕 士 学 位 论
12、 文 目 录目 录1 绪论 . 11.1 课 题 的 来 源 和 问 题 的 提 出 . 11.2 乳 化 液 浓 度 检 测 方 法 的 现 状 和 发 展 趋 势 . 11.3 乳 化 液 浓 度 检 测 系 统 的 功 能 . 31.4 论 文 组 织 结 构 安 排 . 32 光学检测乳化液浓度的原理和总体方案设计 . 52.1 CCD 光 学 反 馈 原 理 . 52.2 乳 化 液 配 比 箱 内 部 原 理 . 92.3 乳 化 液 介 质 浓 度 光 学 实 时 监 测 系 统 的 总 体 方 案 设 计. 113 乳化液介质浓度光学实时监测系统硬件详细设计. 123.1 硬
13、件 原 理 框 图 . 123.2 单 片 机 的 选 择 . 133.3 光 源 的 选 择 . 163.4 CCD 检 测 转 换 电 路 . 173.5 通 信 接 口 电 路 设 计 . 213.6 按 键 及 显 示 及 报 警 电 路 设 计 . 263.7 打 印 机 的 选 择 . 283.8 温 度 补 偿 电 路 设 计 . 314 乳化液介质浓度光学实时监测系统软件详细设计. 34山 东 科 技 大 学 硕 士 学 位 论 文 目 录4.1 系 统 流 程 图 . 344.2 信 息 采 集 驱 动 程 序 . 364.3 通 信 程 序 设 计 . 384.4 温 度 采 集 程 序 流 程 . 424.5 打 印 机 程 序 设 计 . 444.6 按 键 及 显 示 程 序 设 计 . 454.7 软 件 抗 干 扰 措 施 . 465 乳化液介质浓度光学实时监测系统调试 . 485.1 检 测 系 统 的 标 定 . 485.2 系 统 调 试 . 486 结论 . 50致谢 . 51攻读硕士期间主要成果 . 52主要参考文献 .
