Разработка системы технического зрения для поверки манометра

Бесплатно
Работа доступна по лицензии Creative Commons:«Attribution» 4.0
Волкова, Юлия Олеговна Отделение электронной инженерии (ОЭИ)
Бесплатно
Работа доступна по лицензии Creative Commons:«Attribution» 4.0

Объектом исследования является разработка технического зрения, предназначенного для автоматизированного контроля и поверки манометра. Целью работы является решение инженерно-технических вопросов, связанных с разработкой технического зрения. В результате исследования был решен ряд проблем, связанных с практической реализацией данной разработки.

Введение……………………………………………………………….…16
1 Обзор методов и средств для поверки манометров…………..……17

1.1 Разновидности манометров…………………………………………19
1.2 Проведение поверки ……………………………………………..….26
2 Система технического зрения при автоматизации средств
измерений……………………………………………………………………….31
2.1 Особенности и преимущества системы технического зрения……32
2.2 Обзор разработок технического зрения в области метрологии….34
3 Разработка технического зрения на основе NI myRIO……………..37
3.1Алгоритмы технического зрения…………………………………….42
3.2 Шаблон проектирования приложений машинного зрения…..…..44
3.3 Выбор и калибровка веб-камеры……………………………………49
3.4 Разработка программного обеспечения для оцифровки показаний
аналоговых манометров…………………….…………………………………51
4 Мехатронный модуль линейного движения для позиционирования
камеры системы машинного зрения…………………………………………..58
4.1 Подбор электродвигателя ММД…………………………………….58
4.2 Расчет характеристик передаточного механизма ММД…………62
4.3 Основные размеры бескорпусных ШВП…………………….……..63
4.4 Исходные данные для расчёта……………………………………….63
4.5 Выявление максимальных параметров ………………………………63
4.6 Расчет передачи на статическую прочность……………………..…65
4.7 Проверка винта на статическую устойчивость……………………65
4.8 Проверка на динамическую устойчивость…………………………65
4.9 Определение КПД……………………………………………….……66
4.10 Расчет геометрии профиля резьбы……………………………….…67
4.11 Расчёт стержня винта на прочность…………………………..……68
4.12 Подбор информационных устройств для обеспечения обратной
связи в ММД…………………………………………………………….………69
5 Социальная ответственность……………………………………..……74
6 Финансовый менедмент……………………………………..…..…..…92
Заключение…………………………………………………..…….……120
Список литературы…………………………………………..……..……121
Приложение А «COMPUTER VISION»………………………………..124

Актуальность темы. Давление наиболее распространенный
измеряемый параметр, который является одним из ключевых, для
большинства технологических установок в различных отраслях
промышленности. Для безопасности предприятий, заводов и т.д. необходим
точный контроль и измерение давления. Конкуренция среди производителей
в данной области приборостроения высока и заставляет предприятия
развиваться, улучшая качество выпускаемой продукции повышением
требований к точности, достоверности, быстродействию процессов
измерения. Осваивать новые технологии и осуществляя автоматизации
процессов изготовления и выпуска манометров.
Соответствующая проблема автоматизации съема показаний со шкалы
стрелочных измерительных приборов, возникающая в процессе их
изготовления и выходного контроля, решалась отдельно от других проблем,
связанных с их производством. К настоящему времени в области
автоматизации поверки стрелочных приборов сложилось два направления,
которые различаются по методу решения задачи, но достигающие примерно
равных результатов:
– Первое направление – это методики исследования механизма прибора
вне его связи со шкалой, которые успешно применяются в поверке
электроизмерительных приборов
– Второе направление – это разработки, которые осуществляют
непосредственный съем показаний со шкалы поверяемого прибора
средствами технического зрения [1].
1 Обзор методов и средств поверки манометров
а) Калибровка манометров
Калибровка средств измерений – совокупность операций, по
установлению соотношения между значением величины, полученным с
помощью данного СИ и значением той же величины, воспроизводимой
эталоном, выполняемых с целью определения действительных значений
метрологических характеристик. Калибровке подвергают СИ, не
применяемые в сфере государственного регулирования обеспечения единства
измерений [6].
б) Поверка манометров
Поверка средств измерений – установление пригодности к
применению СИ на основании экспериментально определяемых
метрологических характеристик и подтверждения их соответствия
установленным обязательным требованиям [6]. Поверке подвергают только
средства измерений, применяемые в сфере CГРОЕИ [5]. Если погрешность
средства измерений выше допустимой, оно для дальнейших измерений
непригодно. При поверке манометров образцовые приборы обеспечивают
получение исходных показаний, с которыми сравнивают показания
поверяемых приборов, т. е. производится непосредственное сличение
поверяемого прибора с образцовым [3]. Тремя наиболее распространёнными
типами образцовых приборов являются:
– U-образные манометры,
– Грузопоршневые манометры
– Образцовые деформационные манометры.
Приборы для измерения давления классифицируются по принципу
действия, по уровню измеряемого давления, классу точности. По принципу
действия приборы делятся на:
1) жидкостные, у которых измеряемое давление сравнивается с
гидростатическим давлением столба жидкости;
2) грузопоршневые, которые основаны на сравнении измеряемого
давления с давлением, создаваемым аттестованными грузами, действующими
на калиброванный плунжер;
3) деформационные (пружинные), у которых измерение давления
производится по деформации различных упругих элементов, возникающей
под действием регистрируемого давления;
4) электрические, основанные на прямом или косвенном
преобразовании давления в какую-либо электрическую величину. Приборы
данного типа широко применяются в лабораториях для исследовательских
целей;
5) прочие, к которым можно отнести тепловые, акустические,
оптические и др.
Классификация манометров зависит в основном от принципа действия,
вида измеряемого параметра, сферы, в которой применяется средство
измерения, а также способа отображения результата [4].
Как правило, на производстве чаще всего используются самые часто
встречаемые деформационные (пружинные) манометры. Они имеют
простую конструкцию, которая пригодна для ремонта. Пределы их
измерения обычно составляют от 0,1 до 4000 Бар. Непосредственно сам
чувствительный элемент такого механизма представляет собой трубку
овального сечения, которая под действием давления ужимается (трубка
Бурдона) [7]. Давящая на трубку сила передается по специальному
механизму на стрелку, которая проворачивается под определенным углом,
указывая на шкалу с разметкой (рис.1).
Рисунок 1 – Манометры с одновитковой трубчатой пружиной
Манометр состоит из следующих основных компонентов:
– пружина (чувствительный элемент),
– механизм (преобразует деформирование пружины в положение
стрелки на циферблате),
– циферблат,
– стрелка (возможны и другие компоненты).
Механизм в свою очередь состоит из более мелких деталей:
– тяга,
– сектор,
– трибка.
В процессе изготовления манометров параметры некоторых
компонентов, деталей могут меняться от изделия к изделию, следовательно,
меняются и их показания. Поэтому после сборки прибора, требуется его
регулировка и поверка.

В магистерской диссертации рассмотрены основные методы поверки
СИ, приведены разновидности приборов, рассчитанных под определенные
условия работы. Проведено обоснование актуальности и целесообразности
применения данной технологии, а также приведены основные преимущества
СТЗ. Проведен анализ готовых разработок технического зрения от
российских производителей в области метрологических измерений.
Разработано программное обеспечение для оцифровки показаний аналоговых
манометров. Приведены результаты работы программы для разных значений
измеряемого давления. Также был разработан мехатронный модуль
линейного движения для позиционирования камеры системы машинного
зрения, суть которого обеспечивать точное позиционирование и направление
оптической оси камеры относительно объекта контроля – аналогового
манометра для дальнейшей цифровой обработки полученного изображения.
Разработанная система технического зрения может найти широкое
применение для автономного использования на объектах, например,
коммунального хозяйства, нефти-газодобывающих компаний, удаленных и
распределительных систем.
При автоматизации измерений применение машинного зрения
позволяет исключить человеческий фактор, проводить значительно более
точный анализ объекта, различая даже микроскопические дефекты
структуры, снизить издержки производства, а также автоматизировать
процесс контроля качества, несомненно, дающее конкурентное
преимущество компаниям, внедрившим данную технологию.

1.[Электронный ресурс] ОАО «Манотомь». Автоматизированный
контрольметрологическиххарактеристикиградуировкашкалв
производствестрелочныхманометров.Режимдоступа-
https://refdb.ru/look/2674783.html
2.Методика поверки МИ 2124-90 ГСИ «Манометры, вакуумметры,
мановакуумметры, напоромеры, тягомеры и тягонапоромеры показывающие
и самопишущие» 1990г.
3.Гвоздев В.Д. Прикладная метрология: точность измерений /
Учебное пособие. – М.: МИИТ, 2018г.
4.Хансуваров К. И., Цейтлин В. Г. Техника измерения давления,
расхода, количества уровня жидкости, газа и пара: Учебное пособие для
техникумов. – М.: Издательство стандартов, 1990
5.Федеральный закон «Об обеспечении единства измерений» №
102-ФЗ. 2008 г.
6.РМГ 29-2013 «ГСИ. Мерология. Основные требования и
определения».
7.В. В. Кулебякин «Методы и приборы для измерения давления»
Учебно-методическое пособие.
8.Моргунов В.В. ПРИМЕНЕНИЕ МАШИННОГО ЗРЕНИЯ В
ОБЛАСТИ КОНТРОЛЯ КАЧЕСТВА // Международный студенческий
научный вестник. – 2019г.
9.[Электронный ресурс] АО «ПО Физтех». Режим доступа –
https://www.fiztech.ru/
10.[Электронный ресурс] Научно-производственное предприятие
“Призма – “http://prizmasensors.ru/
11.Визильтер Ю. В., Желтов С. Ю., Князь В. А., Ходарев А. Н.,
Моржин А. В. «Обработка и анализ цифровых изображений с примерами на
LabVIEW IMAQ Vision» 2007г.
12.[Электронный ресурс]ОАО «Манотомь». Ю.Г. Свинолупов,
Автоматизированныйконтрольметрологическиххарактеристики
градуировкашкалвпроизводствестрелочныхманометров.
http://www.manotom-tmz.ru/
13.Эд Доуринг «Основы машинного зрения с NI myRIO» 2015г.
14.Выбор и расчет шариковинтовой передачи (ШВП).[Электронный
ресурс] – URL:http//www.detalmach.ru/
15.Анурьев В.И. «Справочник конструктора-машиностроителя»,
Том 2.- Москва «Машиностроение» 2001г.
16.Подбор электродвигателя ММД. [Электронный ресурс] – URL:
https://electroprivod.ru/
17. ГОСТ 12.0.003-2015 ГОСТ 12.0.003-2015 «Система стандартов по
безопасности труда. Опасные и вредные производственные факторы.
18. СанПиН 2.2.4.548 – 96. Гигиенические требования к микроклимату
производственных помещений. М.: Минздрав России, 1997.
19. СП 52.13330.2016 Свод правил. Естественное и искусственное
освещение. Актуализированная редакция СНиП 23-05-95
20. СН 2.2.4/2.1.8.562 – 96. Шум на рабочих местах, в помещениях
жилых, общественных зданий и на территории застройки.
21. СанПиН 2.2.1/2.1.1.1278 – 03. Гигиенические требования к
естественному, искусственному и совмещённому освещению жилых и
общественных зданий. М.: Минздрав России, 2003.
22. ГОСТ Р 50377-92 (МЭК 950-86) Безопасность оборудования
информационнойтехнологии,включаяэлектрическоеконторское
оборудование.
23. СанПиН 2.2.2/2.4.1340 – 03. Санитарно-эпидемиологические
правилаинормативы«Гигиеническиетребованиякперсональным
электронно- вычислительным машинам и организации работы». – М.:
Госкомсанэпиднадзор, 2003.
24. Постановление Правительства РФ от 25.04.2012 N 390 (ред. От
30.12.2017)”Опротивопожарномрежиме”(вместес”Правилами
противопожарного режима в Российской Федерации”).
25. СП 12.13130.2009 Определение категорий помещений, зданий и
наружных установок по взрывопожарной и пожарной опасности.
26. ГОСТ 30775-2001 Ресурсосбережение. Обращение с отходами.
Классификация, идентификация и кодирование отходов.
27. СНиП 21-01-97. Противопожарные нормы
28. ГОСТ 12.1.007-76 Система стандартов безопасности труда (ССБТ).
Вредные вещества. Классификация и общие требования безопасности (с
Изменениями N 1, 2)

Заказать новую

Лучшие эксперты сервиса ждут твоего задания

от 5 000 ₽

Не подошла эта работа?
Закажи новую работу, сделанную по твоим требованиям

    Нажимая на кнопку, я соглашаюсь на обработку персональных данных и с правилами пользования Платформой

    Читать «Разработка системы технического зрения для поверки манометра»

    Последние выполненные заказы

    Хочешь уникальную работу?

    Больше 3 000 экспертов уже готовы начать работу над твоим проектом!

    Егор В. кандидат наук, доцент
    5 (428 отзывов)
    Здравствуйте. Занимаюсь выполнением работ более 14 лет. Очень большой опыт. Более 400 успешно защищенных дипломов и диссертаций. Берусь только со 100% уверенностью. Ск... Читать все
    Здравствуйте. Занимаюсь выполнением работ более 14 лет. Очень большой опыт. Более 400 успешно защищенных дипломов и диссертаций. Берусь только со 100% уверенностью. Скорее всего Ваш заказ будет выполнен раньше срока.
    #Кандидатские #Магистерские
    694 Выполненных работы
    Дмитрий М. БГАТУ 2001, электрификации, выпускник
    4.8 (17 отзывов)
    Помогаю с выполнением курсовых проектов и контрольных работ по электроснабжению, электроосвещению, электрическим машинам, электротехнике. Занимался наукой, писал стать... Читать все
    Помогаю с выполнением курсовых проектов и контрольных работ по электроснабжению, электроосвещению, электрическим машинам, электротехнике. Занимался наукой, писал статьи, патенты, кандидатскую диссертацию, преподавал. Занимаюсь этим с 2003.
    #Кандидатские #Магистерские
    19 Выполненных работ
    Дмитрий Л. КНЭУ 2015, Экономики и управления, выпускник
    4.8 (2878 отзывов)
    Занимаю 1 место в рейтинге исполнителей по категориям работ "Научные статьи" и "Эссе". Пишу дипломные работы и магистерские диссертации.
    Занимаю 1 место в рейтинге исполнителей по категориям работ "Научные статьи" и "Эссе". Пишу дипломные работы и магистерские диссертации.
    #Кандидатские #Магистерские
    5125 Выполненных работ
    Виктор В. Смоленская государственная медицинская академия 1997, Леч...
    4.7 (46 отзывов)
    Имеют опыт грамотного написания диссертационных работ по медицине, а также отдельных ее частей (литературный обзор, цели и задачи исследования, материалы и методы, выв... Читать все
    Имеют опыт грамотного написания диссертационных работ по медицине, а также отдельных ее частей (литературный обзор, цели и задачи исследования, материалы и методы, выводы).Пишу статьи в РИНЦ, ВАК.Оформление патентов от идеи до регистрации.
    #Кандидатские #Магистерские
    100 Выполненных работ
    Антон П. преподаватель, доцент
    4.8 (1033 отзыва)
    Занимаюсь написанием студенческих работ (дипломные работы, маг. диссертации). Участник международных конференций (экономика/менеджмент/юриспруденция). Постоянно публик... Читать все
    Занимаюсь написанием студенческих работ (дипломные работы, маг. диссертации). Участник международных конференций (экономика/менеджмент/юриспруденция). Постоянно публикуюсь, имею высокий индекс цитирования. Спикер.
    #Кандидатские #Магистерские
    1386 Выполненных работ
    Екатерина Б. кандидат наук, доцент
    5 (174 отзыва)
    После окончания института работала экономистом в системе государственных финансов. С 1988 года на преподавательской работе. Защитила кандидатскую диссертацию. Преподав... Читать все
    После окончания института работала экономистом в системе государственных финансов. С 1988 года на преподавательской работе. Защитила кандидатскую диссертацию. Преподавала учебные дисциплины: Бюджетная система Украины, Статистика.
    #Кандидатские #Магистерские
    300 Выполненных работ
    Ольга Р. доктор, профессор
    4.2 (13 отзывов)
    Преподаватель ВУЗа, опыт выполнения студенческих работ на заказ (от рефератов до диссертаций): 20 лет. Образование высшее . Все заказы выполняются в заранее согласован... Читать все
    Преподаватель ВУЗа, опыт выполнения студенческих работ на заказ (от рефератов до диссертаций): 20 лет. Образование высшее . Все заказы выполняются в заранее согласованные сроки и при необходимости дорабатываются по рекомендациям научного руководителя (преподавателя). Буду рада плодотворному и взаимовыгодному сотрудничеству!!! К каждой работе подхожу индивидуально! Всегда готова по любому вопросу договориться с заказчиком! Все работы проверяю на антиплагиат.ру по умолчанию, если в заказе не стоит иное и если это заранее не обговорено!!!
    #Кандидатские #Магистерские
    21 Выполненная работа
    Мария Б. преподаватель, кандидат наук
    5 (22 отзыва)
    Окончила специалитет по направлению "Прикладная информатика в экономике", магистратуру по направлению "Торговое дело". Защитила кандидатскую диссертацию по специальнос... Читать все
    Окончила специалитет по направлению "Прикладная информатика в экономике", магистратуру по направлению "Торговое дело". Защитила кандидатскую диссертацию по специальности "Экономика и управление народным хозяйством". Автор научных статей.
    #Кандидатские #Магистерские
    37 Выполненных работ
    Евгения Р.
    5 (188 отзывов)
    Мой опыт в написании работ - 9 лет. Я специализируюсь на написании курсовых работ, ВКР и магистерских диссертаций, также пишу научные статьи, провожу исследования и со... Читать все
    Мой опыт в написании работ - 9 лет. Я специализируюсь на написании курсовых работ, ВКР и магистерских диссертаций, также пишу научные статьи, провожу исследования и создаю красивые презентации. Сопровождаю работы до сдачи, на связи 24/7 ?
    #Кандидатские #Магистерские
    359 Выполненных работ

    Другие учебные работы по предмету

    Оптимизация разрядного контура возбуждения CuBr лазера
    📅 2019 год
    🏢 Национальный исследовательский Томский политехнический университет (ТПУ)
    Импульсный плазмохимический синтез углеродсодержащих композитов на основе TiO2
    📅 2018 год
    🏢 Национальный исследовательский Томский политехнический университет (ТПУ)
    Автономная следящая система для комплекса цифровой радиографии
    📅 2019 год
    🏢 Национальный исследовательский Томский политехнический университет (ТПУ)