基于多普勒的内螺纹识别与检测技术的研究

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1、分类号：TK79密级：公开UDC：621编号：201421202018河北工业大学硕士学位论文基于多普勒的内螺纹识别与检测技术的研究论文作者：昝占华学生类别：全日制学科类别：工学硕士领域名称：机械工程指导教师：王涛职称：教授DissertationForTheMasterDegreeofMechanicalEngineeringKeyresearchontechnologyofinternalthreadrecognitionanddetectionbasedonDopplerbyZanZhanhuaMay20

2、17基于多普勒的内螺纹识别与检测技术的关键研究原创性声明本人郑重声明：所呈交的学位论文，是本人在导师指导下，进行研究工作所取得的成果。除文中已经注明引用的内容外，本学位论文不包含任何他人或集体已经发表的作品内容，也不包含本人为获得其他学位而使用过的材料。对本论文所涉及的研究工作做出贡献的其他个人或集体，均已在文中以明确方式标明。本学位论文原创性声明的法律责任由本人承担。学位论文作者签名：日期：关于学位论文版权使用授权的说明本人完全了解河北工业大学关于收集、保存、使用学位论文的以下规定：学校有权采用影印、缩印、扫

3、描、数字化或其它手段保存论文；学校有权提供本学位论文全文或者部分内容的阅览服务；学校有权将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索、交流；学校有权向国家有关部门或者机构送交论文的复印件和电子版。（保密的学位论文在解密后适用本授权说明）学位论文作者签名：日期：导师签名：日期：硕士学位论文摘要在我国的机械行业中，螺纹对于不同零件的连接紧固起着非常重要的作用，所以对加工出的螺纹合格与否的检测已经变得越来越重要，而目前内螺纹的检测方法不论是人工检测法还是光学图像法，都存的测量精度不理想的问题，已不能满足实际生产的

4、需要。近些年，随着多普勒技术的不断发展，本文提出了一种新的内螺纹检测的方法——基于多普勒的内螺纹检测法，这种方法具有非接触性、精度高的特点。本文的核心设计思想是，利用激光多普勒去测量平流气体流过内螺纹后所形成的湍流，通过对湍流的特性分析，从而获得获得相应螺纹参数。本文基于多普勒的内螺纹检测研究的主要内容如下：首先，本文对螺纹的分类以及检测技术的应用和发展现状做了简要的介绍，并介绍了多普勒测速的基本原理，它是根据多普勒效应，通过频差和速度之间的关系而实现对微粒的测速。其次，对流经内螺纹纹后形成的气体湍流特性进行了

5、分析，在气流中加入示踪粒子，当气流通过内螺纹后形成气体湍流，湍流中含有相干结构，而相干结构具有逆序的必然性和可重复性，流过内螺纹后形成的相干结构中含有了内螺纹的参数信息，通过对气体在湍流的相干结构的喷射和扫略过程中的研究，来分析内螺纹面槽上和棱上法向的脉动速度特性及时间特性。然后，根据检测气体湍流中内螺纹数据的信息需要，对多普勒进行了光学系统的设计和信号处理部分的设计，通过以后向双光束-双散射的光路模式为基础，采用半外腔双纵模HeNe激光器，对气体湍流进行光信号采集，运用DSP对信号进行分析，通过USB将分析

6、后的信号传入电脑中用MATLAB对信号处理。最后，研制出了气体介质激光多普勒式内螺纹检测器，对内螺纹的湍流信息进行数据检测，对测得螺纹数据研究利用箱线图方法处理数据，建立合格内螺纹湍流标准样板箱线图，将检测的内螺纹件的湍流数据与标准样板数据箱线图对比检测，结果表明该方法完全满足设计要求，与传统相比，该方法测量效率高、速度快，为进一步深入研究螺纹测量的先进技术提供了良好的实验平台。关键词：内螺纹自动检测，内螺纹气体湍流，多普勒激光测量，数据箱线图I硕士学位论文ABSTRACTInthemachineryindus

7、tryofourcountry,thethreadplaysanimportantroleintheconnectionandfasteningofdifferentparts,sodetectionoftheprocessingthreadqualifiedornothasbecomemoreandmoreimportant,andthecurrentdetectionmethodsofinternalthread,nomatterartificialdetectionmethodoropticalimage

8、method,bothhavetheproblemthatthemeasurementaccuracyarenotideal,whichcannotmeetactualneedsofproduction.Inrecentyears,withthecontinuousdevelopmentofDopplertechnology,thispaperproposedanewmethodofi