摘要:因为作为水泥行业生产的最重要生产设备，水泥回转窑运转的正常与否直接影响着各个水泥生产企业的经济收益，在实际生产过程中，大齿圈会与传动齿轮经常发生啮合，磨损也是在所难免，磨损严重甚至会导致回转窑大齿圈的轮齿剧烈磨损或者破坏，俗话说，“小洞不补，大洞受苦”，因此，对回转窑大齿圈进行外形缺损动态检测，对大齿圈的运行状况和外形缺损状况的了解实在是势在必行，不然会导致生产的不良影响，甚至会导致重大安全事故的发生。

本次大齿圈外形缺损动态检测系统是运用单片机AT89S51的控制功能，传感器的检测功能以及计算机的处理数据的功能的一个检测系统。其主要利用的是电涡流式位移传感器的不接触测量的原理，在不接触大齿圈表面的情况下，对大齿圈外形缺损的情况进行动态检测，再利用单片机的传输数据，模数转换器对传感器的信号转换和计算机，获取信号变化的图像数据，最后通过对图像的分析，得出外形缺损的位置。

在本文中，先介绍了对大齿圈外形缺损检测的意义，后来通过查阅资料制定了一个符合实际生产情况的检测方法，首先介绍了这次外形缺损动态检测所需要的硬件设备，然后确定了各个电器元件的连接方式和工作电源，最后利用LabVIEW来编写动态监测系统的数据传输部分，利用Altium Designer 10来画出各个电器元件的电路图，用Visio2013作出了系统的流程图，最后在整个系统的机械结构方面，则是利用了Pro/E的空间作图功能。整个系统可以根据传感器收集到的数据分析并生成图像数据，得到外形缺损情况和缺损位置。

关键词：回转窑；大齿圈；AT89S51；电涡流式位移传感器；外形缺损动态检测

目录

摘要

Abstract

1绪论-1

1.1 水泥回转窑简介-1

1.1.1 水泥回转窑的结构-1

1.2 课题来源及研究目的与意义-2

1.3 国内外的研究现状-3

1.4 研究目标及研究内容-3

1.4.1研究目标-3

1.4.2 研究内容-3

1.5 本章小结-3

2大齿圈外形缺损动态检测的检测方法及原理-4

2.1 大齿圈的结构及作用分析-4

2.2水泥回转窑大齿圈外形缺损动态检测的方法-5

2.2.1 水泥回转窑大齿圈外形缺损动态检测的意义-5

2.2.2水泥回转窑大齿圈外形缺损动态检测方法及原理-5

2.3 本章小结-6

3水泥回转窑大齿圈外形缺损动态检测系统硬件设备-7

3.1 回转窑大齿圈外形缺损动态检测系统之单片机AT89S51-7

3.1.1 单片机的定义及种类-7

3.1.2 单片机AT89S51的“外衣”-7

3.1.3 单片机AT89S51的管脚-8

3.1.4 单片机重要的I/O口结构分析-9

3.1.5 单片机AT98S51的最简系统-12

3.2 回转窑大齿圈外形缺损动态检测系统之位移传感器-13

3.2.1 传感器的定义-13

3.2.2 传感器的分类-13

3.2.3 传感器的选择-13

3.2.4 电涡流式传感器的工作原理-14

3.2.5 电涡流式传感器的测量电路-16

3.3 回转窑大齿圈外形缺损动态检测系统之模数转换器ADC-17

3.3.1 模数转换的定义-17

3.3.2 模数转换器ADC0804-17

3.4 回转窑大齿圈外形缺损动态检测系统之通用传感器-20

3.4.1 霍尔传感器的结构和定义-20

3.4.2 霍尔集成电路的组成-21

3.4.3 霍尔传感器的应用和选择-21

3.5 回转窑大齿圈外形缺损动态检测系统之供电电源-22

3.5.1 供电电源方案-22

3.5.2 供电电源方案的选择-26

3.6 本章小结-26

4水泥回转窑大齿圈外形缺损动态检测技术及应用-27

4.1 外形缺损动态检测技术-27

4.2 外形缺损动态检测系统的工作电源设计-28

4.2.1 LM324的工作电源-28

4.2.2 模数转换器ADC0804的工作电源-29

4.2.3 电涡流式位移传感器的工作电源-29

4.2.4 单片机AT89S51的工作电源-30

4.3外形缺损动态检测系统的电路设计-30

4.3.1 传感器和模数转化器-31

4.3.2 模数传感器和单片机-32

4.3.3 霍尔传感器和单片机-33

4.3.4 单片机和上位机的数据通信-35

4.4 本章小结-40

5回转窑大齿圈外形缺损动态检测系统软件设计-41

5.1 上位机部分-41

5.1.1 利用LabVIEW实现PC与单片机串口通信程序-42

5.2单片机程序-43

6回转窑大齿圈外形缺损动态检测系统的机械设计-46

6.1 霍尔传感器的“栖息地”-46

6.2 电涡流式位移传感器等电器元件的“支架”-47

6.3 本章小结-50

结论-51

致谢-52

参考文献-53

附录-54