2014年设计选题_在线检测技术

要求：
（1）以5人左右的小组为单位，注意发挥集体的力量。

对问题的讨论务必注意叙述的清晰性、严谨性。

（2）最后的结果必须以word文档和Powerpoint 文档提交，每组只提交一份文档即可。

注意，文件的格式、图表的规范将作为评价的一部分。

其中图必须采用Microsoft Visio描画。

（3）每组在班级作10-15分钟交流。

（4）可以进行自由选题，问题可超出教师拟定的问题之外。

1、大直径钢管直线度在线测量
大直径钢管直线度测量一直是困扰现代化工业生产的一个重要的技术难题。

目前国内外对大尺寸直线度测量的主要方法有:激光准直法、自准直仪法、拉线法、三坐标测量法等。

上述所有这些测量方法只能适用于离线抽检，不能进行在线实时自动测量。

如对大型无缝钢管轴心线直线度在线实时自动检测，国外至今都没有很好的解决；国内无缝钢管生产厂家是采用目测的方法测出钢管圆柱外表面若干母线的直线度，从而估计出轴线在任意方向上的直线度。

试设计钢管直线度在线测量仪。

注：直线度的定义：空间曲线偏离理想直线（拟合直线）的最大误差值。

2、热轧中板宽度智能检测
轧钢生产过程中钢板的宽度是一个重要的参数，它直接决定着成
材率。

目前国内轧钢厂中，热连轧带钢厂大部分都配备了光电测宽仪。

中板厂由于设备及生产环境的关系，大部分还没有智能测宽装置，仍然采用人工卡尺测量的方法在轧制过程中对炽热钢板宽度进行测量。

测量工作既危险精度又不高。

试设计测宽仪。

测量误差为士2m m。

3、三相异步电动机效率的在线监测
感应电动机作为一种重要的机电产品，广泛应用于从工农业生产到日常生活的各个领域。

电动机的能效水平直接关系到国家的能源节约、环境保护以及资金节约，因此电动机本身效率的精确测定具有重要意义。

针对标准制定的测量电动机效率的方案，选取并综合得到一个较为简单可行且准确的电机效率测量方案。

试根据课程所学知识，完成三相异步电动机效率的在线监测系统原理设计及硬件系统设计。

4、线材重量在线测量
线材生产厂家都采用手工机械秤称重的方法，原材料消耗较大，自动化程度低，有些厂家用计米测长方法来间接代替称重，减轻了工人的劳动强度提高了生产效率。

由于加工线材直径的波动，最高的测量精度只能达到3%，使原材料损耗更加严重，不仅给生产厂家造成了很大的经济损失，同时也不能满足用户的要求。

设计一种线材（圆形截面）在线自动称重系统，测量精度：<1％。

5、储油罐液位、温度实时检测
我国石油资源丰富,采油炼油企业众多,储油罐是储存油品的重要设备,储油罐液位的精确计量对生产厂库存管理及经济运行影响很大。

但国内许多反应罐、大型储油罐的液位计量仍采用人工检尺和分析化验的方法,其他参数的测定也没有实行实时动态测量,这样易引发安全事故,无法为生产操作和管理决策提供准确的依据。

采用计算机自动监测技术,实时监测储油罐液位、温度等参数,可以方便了解生产状况,及时监视、控制容器液位及温度等,保障安全平稳生产。

试设计储油罐（圆柱体型）液位、温度的实时监测系统；
6、管道泄漏监测及定位
泄漏是输油管道运行中的主要故障。

在输油管道运行过程中，由于腐蚀穿孔及其它外力破坏等原因，泄漏事故时有发生，给油田造成巨大的经济损失。

特别是近年来，油区社会治安形势日益恶化，有组织的盗油活动猖獗，严重干扰了正常的输油生产，也给生产带来重大安全隐患。

因此，泄漏监测不仅成为输油管道安全生产管理的重要工作内容，也是管道正常运行不可缺少的保障。

实现输油管道的泄漏监测，对于及时发现泄漏故障、确保输油生产和管线的安全运行、减少盗油案件的发生、提高长输管道的现代化管理水平等具有重要的意义。

试设计管道泄漏监测、报警及定位系统。

7、旋转轴扭矩测量
测量旋转轴所传递的扭矩，由于轴本身在旋转，不能直接在其
上面贴应变片测量。

为此，往往采用各种集流环装置进行测量。

扭矩会使物体产生某种程度上的扭转变形，当轴有扭矩作用时，只要轴的尺寸、材料确定，则轴的剪应变和轴2个端面的相对转角就只与轴所承受的扭矩有关，且成正比例关系。

一般扭矩的测试方法正是基于这种关系，用各种传感器将轴的剪应变或2端面的相对转角变换成电量，再经测量电路进一步处理，实现对扭矩的测量。

常见的扭矩测量方法可分为应变式及相对转角式。

试设计扭矩测量系统。

测量误差：士0.1Nm。

8、智能心音监测仪
心脏疾病是造成病残和死亡的常见疾病，在发达国家中，心血管系统疾病已成为最为常见的疾病和致死的重要原因，而随着我国人口老龄化，心血管疾病的比例也一年比一年高。

心音包含了大量有关心血管状况的生理病理信息,对诊断心血管疾病具有重要的临床应用价值。

心音听诊目前被广泛使用。

由于心音的频率较低而且非常微弱，这种医务人员通过听诊器根据自己的知识和经验对听得的心音做出主观的分析判断的方法并不一定可靠，因此将心脏听诊不能记录的心音信号或不容易分辨的信号用图形的形式记录下来，能够有效的弥补心脏听诊的不足。

试设计一套自动化心音监测系统，对心音信号进行自动采集、记录及显示。

9、智能轮胎监测系统
轮胎是车辆重要组成部件之一，其主要功能是支撑车质量．向地面传递驱动力、转向力和制动力，保证车辆具有良好的乘坐舒适性和行驶平顺性。

对轮胎的要求是安全、耐久、经济及舒适等．其中安全尤为重要．轮胎气压过高或过低都会缩短轮胎的使用寿命．并影响油耗及行车安全性。

轮胎气压过高，胎面磨损加速。

轮胎气压过低，胎体变形较大。

胎侧易出现裂口。

车辆轮胎温度和压力关系到轮胎的使用时间，甚至对车辆中的人员安全造成威胁。

试设计一种智能轮胎监测系统，能在线检测胎内压力和温度，具有实时液晶显示及超过阈值报警功能。

10、非接触式体温监测仪
体温是人体最基本的生理参数，对于日常护理和病情检测都是非常重要的。

有许多疾病都能通过体温的变化来预测。

与传统的体温测量方式相比，非接触式体温仪除无须和病人接触之外，还具备测定速度快，结果精确、可靠、安全、卫生、重复性好等特点，能大量快速筛选流动人群人体体温，特别适合于出入境口岸、港口、机场、码头、车站、机关、学校、影剧院等场合使用。

试完成一种非接触式体温计原理设计。