目录 1绪论…………………………………………………………………………………………… 1 1.1课题的意义和目的………………………………………………………………………… 3 1.2 CCD检测系统的特点和分析……………………………………………………………… 4 1.3基于CCD技术的钢丝绳检测系统………………………………………………………. 4 2钢丝绳的选用………………………………………………………………………………… 6 2.1钢丝绳的计算及合理参数……………………………………………………………. 6 2.2钢丝绳的使用……………………………………………………………………………. 8 2.3钢丝绳的养护和报废……………………………………………………………………. 9 2.4钢丝绳直径的计算………………………………………………………………………. 11 3 CCD工作原理及选用……………………………………………………………………….. 13 3.1电荷的存储………………………………………………………………………………. 13 3.1.1电荷的耦合…………………………………………………………………………… 16 3.2电荷的注入和检测………………………………………………………………………. 17 3.2.1电荷的注入………………………………………………………………………….. 17 3.2.2电荷的检测………………………………………………………………………….. 17 3.2.3 CCD的特性参数……………………………………………………………………..18 3.3 CCD选型…………………………………………………………………………………..19 3.4 CCD工作原理……………………………………………………………………………..20 4光学系统的设计……………………………………………………………………………… 21 4.1光学成像基本计算公式…………………………………………………………………. 21 4.1.1理想光学系统的基本参数………………………………………………………… 21 4.1.2理想光学系统成像的物像关系…………………………………………………… 22 4.1.3理想光学系统的放大率…………………………………………………………… 23 4.2光学中光阑的作用………………………………………………………………………. 24 4.2.1孔径光阑、入射光瞳和出射光瞳…………………………………………………. 24 4.2.2视场光阑………………………………………………………………………….. 25 4.3照明系统设计…………………………………………………………………………. 25 4.3.1照明方法……………………………………………………………………………. 25 4.3.2聚光镜的作用………………………………………………………………………. 27 4.3.3照明系统的设计原则………………………………………………………………. 28 4.4远心光路的应用………………………………………………………………………… 28 4.5光学系统的设计………………………………………………………………………. 29 4.5.1成像系统的设计…………………………………………………………………….. 29 4.5.2照明系统的设计参数………………………………………………………………. 30 5机械结构的设计…………………………………………………………………………. 35 5.1机械设计的原理和要求………………………………………………………… …….35 5.2支架的作用……………………………………………………………………………. 36 6 CCD在线的实验………………………………………………………………………… .. 37 6.1实验准备……………………………………………………………………………… 37 6.2实验方案………………………………………………………………………………… 37 6.3实验系统设计……………………………………………………………………………. 38 6.4数据采集………………………………………………………………………………. 39 6.4.1系统标定……………………………………………………………………………… 39 6.4.2影响测量的几个因素及改进方法…………………………………………………… 40 结论和展望……………………………………………………………………………………. 41 致谢……………………………………………………………………………………………. 43 参考文献………………………………………………………………………………………. 43 附录……………………………………………………………………………………………. 46 附录1… ………………………………………………………………………………………. 46 2.2钢丝绳的使用 (1)解卷 将绳盘放在专用支架上,也可用钢管穿入绳盘孔,两端套上绳索吊起,将绳盘缓缓转动抽出钢丝绳。抽取钢丝绳的同时应采取措施防止钢丝绳打环、扭结、弯折或粘上杂物。 (2)剪切 钢丝绳剪切前应在距切割处左右各10～20 mm处分别用铁丝扎紧,捆扎长度为绳径的1～4倍,再用切割工具切断。 (3)安装 钢丝绳投入使用前,用户应确保与钢丝绳工作有关的各种装置已安装就绪并运转正常。如果当钢丝绳空载时与机械的某个部位发生摩擦则应将能接触到的部位加以防护。新钢丝绳不要立即在高速、重载下直接使用,而要在低速、中载条件下运行一段时间,使新绳适应使用状后,再逐步提高钢丝绳运行速度和加大提升载荷,即新钢丝绳在进行高速重负荷作业前必须经过初期磨合阶段。 (4)使用 1.钢丝绳和滑轮配合使用时,必须注意防止钢丝绳从轮槽中跳出。如果钢丝绳脱落了轮槽后还在继续使用,钢丝绳将会产生挤压变形、扭结、断丝、断股,严重缩短钢丝绳使用寿命,如果发生断绳现象,往往会带来灾难性的后果。 2.钢丝绳在使用时不能受到强烈挤压,以免钢丝绳变形,导致结构破坏而出现早期断丝、断股甚至断绳,显著降低钢丝绳使用寿命并危及作业安全。 3.钢丝绳在高速运行时应避免与非匹配轮槽外的其它物体发生摩擦。因为在高速情况下,钢丝绳与这些物体相互运行时所产生的瞬间摩擦热,可导致钢丝表层出现马氏体组织,而这种组织上的变化虽然无法通过肉眼辨别,然而却是引起钢丝早期断裂的主要原因。 4.钢丝绳不能过载使用,否则将急速加剧其被挤压变形程度、内部钢丝之间及外部钢丝与匹配轮槽之间的磨损程度,对作业安全性带来严重危害,同时缩短滑轮使用寿命。 5.钢丝绳使用过程中,如果运行速度频繁发生急剧变化,将造成冲击载荷。每次冲击虽然只是瞬间加载,但隐含着极大的危害性。冲击负荷超过钢丝绳允许使用工作应力时就会产生断绳现象。即使冲击载荷不一定导致钢丝绳断裂,但多次冲击,将会严重缩短钢丝绳的使用寿命。对于已经使用了一段时间的钢丝绳,与新绳相比,由于伸缩性较小,耐冲击性会更低 6.运转速度越低,钢丝绳的损伤越少。随着运转速度的加快,钢丝绳的损伤相应增加。为此,应避免在运行中速度急剧变化,避免突然、剧烈加载以及猛烈地刹车,这样可以减少钢丝绳的损伤。钢丝绳在中等运转速度最大负荷下工作与在高速运转中等负荷下工作相比,前者的使用寿命要长得多。 7.钢丝绳在使用中应做到不沾水,不在积水和潮湿的沙土中穿过,应尽可能地在干燥的环境下使用。在容易生锈的条件下推荐使用镀锌钢丝绳。 2.3钢丝绳养护与报废 (1)油垢的清除。钢丝绳表面的油脂,经过一定时间使用,由于落入各种粉尘和其它杂质而逐硬化失效形成油垢。油垢不仅阻碍新油脂和钢丝绳表面接触,而且在钢丝绳磨损时起到磨料作用,加速了钢丝之间的磨损［21］［22］。油垢如果龟裂还会起到吸水作用,容易造成钢丝锈蚀。如果没有将油垢及时清除就在上面涂油,则不能很好地和钢丝结合,所以涂油前应先设法将油垢清除。 (2)钢丝绳的润滑。钢丝绳在制造时虽已涂了足够的油脂,但国内常用的钢丝绳表面脂滴点低,附着力差,经运行后,油脂会逐渐减少,且钢丝绳表面会沾有尘埃、碎屑等污物,易引起钢丝绳及绳轮的磨损和钢丝绳生锈,影响钢丝绳的使用寿命,应定期对钢丝绳进行清洗和加油,特别是那些绕过滑轮时经受弯曲的部位。缺乏维护是钢丝绳寿命短的主要原因之一,特别是在腐蚀性环境中工作以及在不能润滑的情况下运转时更是如此。 (3)检查记录。使用钢丝绳必须定期检查并做好记录,定期检查的内容除了上述的清洗加油外,还应检查钢丝绳磨损程度、断丝情况、腐蚀程度等。 钢丝绳的报废在钢丝绳使用过程中,为确保使用安全,一旦发现异常现象必须及时调整或更换(详细规定可见相关标准) 。异常现象包括: (a)钢丝绳有超过规定的断丝根数; (b)钢丝绳绳股断裂; (c)由于绳芯损坏而引起的绳径减小; (d)钢丝绳弹性减小; (e)钢丝绳的钢丝磨损严重; (f)钢丝绳的钢丝腐蚀严重; (g)钢丝绳变形; (h)由于热或电弧作用引起的损坏。使用单位应严格按照要求做好维护保养工作并做好检查记录,遇有异常情况要及时处理,必要时需报废更换,如不及时处理就可能造成严重后果。