LIPS浸入式探頭移動平臺設(shè)計及穩(wěn)定性分析.pdf

1、激光誘導(dǎo)等離子光譜(Laser-induced plasma spectroscopy，LIPS)技術(shù)是一種在線實時、高效的分析物質(zhì)成分的檢測技術(shù)。冶金行業(yè)也越來越多的利用該技術(shù)進(jìn)行物質(zhì)元素成分的檢測。冶金爐現(xiàn)場溫度高、煙塵多，很容易導(dǎo)致檢測系統(tǒng)性能受損、結(jié)構(gòu)破壞甚至不能進(jìn)行使用，因此設(shè)計一套具有高溫在線檢測的浸入式檢測系統(tǒng)，保證浸入式探頭安全穩(wěn)定工作非常必要。
　　本文針對浸入式探頭在高溫檢測時具有對焦難、安全性差等缺點，設(shè)計并

2、研究了具有自動調(diào)焦、快速保護(hù)光學(xué)系統(tǒng)和完成準(zhǔn)確檢測的浸入式探頭移動平臺。
　　本文主要工作包括:
　　1根據(jù)設(shè)計指標(biāo)，設(shè)計了兩種移動平臺的方案。通過對比優(yōu)化分析，選擇一種最優(yōu)的適合本課題的移動平臺方案。在此基礎(chǔ)上，對自動調(diào)焦裝置進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計，設(shè)計了采用垂直升降機(jī)構(gòu)、激光測距儀和光譜儀組成的自動調(diào)焦控制系統(tǒng);設(shè)計了采用垂直升降機(jī)構(gòu)、溫度測量儀和激光測距儀組成的LIPS浸入式探頭安全保護(hù)控制系統(tǒng)。
　　2根據(jù)設(shè)計的LIPS

3、光學(xué)系統(tǒng)，對其進(jìn)行光路追跡仿真分析，驗證其可操作性。對光學(xué)系統(tǒng)的光路路徑進(jìn)行高溫動態(tài)誤差分析，利用矩陣形式的矢量變換建立了反射定律模型，分析出對光路路徑的影響。最后利用ZEMAX對其光路路徑進(jìn)行仿真驗證分析，結(jié)果表明光學(xué)系統(tǒng)能在200℃下安全穩(wěn)定工作。
　　3利用動力學(xué)方法分析了移動平臺的穩(wěn)定性。提出了加入路面不平度對移動平臺產(chǎn)生的動載荷，利用ADAMS軟件建立移動平臺模型，仿真計算出動載荷，然后建立了移動平臺穩(wěn)定性的方程，同時對