Введение 12
1 Характеристики объекта контроля 13
2 Обзор и сравнительный анализ методов и средств измерений толщины
лакокрасочных покрытий на ферромагнитных изделиях 15
2.1 Радиометрические методы 16
2.1.1 Метод, основанный на измерении обратного рассеяния 16
2.1.2 Рентгенофлуоресцентный метод 18
2.2 Магнитные методы 19
2.2.1 Метод, основанный на измерении силы притяжения 19
2.2.2 Методы, основанные на измерении магнитного потока 21
2.2.3 Метод, основанный на измерении магнитной индукции .... 23
2.3 Метод измерения вихревых токов 25
2.4 Ультразвуковой метод 29
3 Выбор метода и средств контроля толщины лакокрасочных покрытий. 32
4 Выбор и обоснование структурной схемы 34
5 Разработка и расчёт принципиальной схемы 35
5.1 Расчет первичного преобразователя 35
5.2 Выбор задающего генератора 41
5.3 Расчет усилителя мощности 42
5.4 Расчет ключевого синхронного детектора 44
5.4.1 Расчет буферного усилителя и инвертора 45
5.4.2 Расчет схемы управления ключа 47
5.5 Выбор АЦП 51
5.6 Выбор микроконтроллера 52
5.7 Выбор индикации 54
5.8 Выбор внешней памяти данных 54
5.9 Выбор кнопок управления 55
5.10 Выбор источника питания 56
5.9.1 Расчет контроллера 56
5.9.2 Расчет необходимой мощности аккумулятора 56
5.9.3 Выбор DC-DC преобразователя 56
6 Расчет надежности 58
7 Конструкторско- технологическая часть 71
7.1 Разработка конструкции 71
7.2 Разработка печатной платы (ПП) 71
7.2.1 Общие технические требования к ПП 72
7.2.2 Расчет конструктивных и электрических параметров печатной платы 73
7.2.3 Технология изготовления платы 75
7.3 Общие положения при монтаже ПП 77
8 Расчет погрешности 78
9 Финансовый менеджмент, ресурсоэффективность и ресурсосбережение 82
9.1 Оценка коммерческого потенциала инженерных решений (ИР) ... 82
9.1.1 Портрет потребителя 82
9.1.2 Оценка конкурентоспособности 83
9.1.3 SWOT-анализ 85
9.2 Формирование плана графика разработки и внедрения ИР 87
9.3 Составление бюджета инженерного проекта (ПП) 89
9.4 Оценкаресурсной, финансовой, социальной, бюджетной эффективности ИР и потенциальных рисков 95
9.5 Вывод 98
10 Социальная ответственность 99
10.1 Производственный контроль 99
10.2 Анализ опасных и вредных факторов 100
10.2.1 Электромагнитное поле 101
10.2.2 Электрический ток 101
10.2.3 Электростатическое поле 102
10.2.4 Ионизирующее излучение 102
10.3 Организация рабочего места 102
10.4 Расчет искусственного освещения 104
10.5 Категория тяжести условий труда 108
11 Заключение 109
12 Conclusion 110
13 Список использованных источников 111
Приложение А. Структурная схема
Приложение Б. Принципиальная схема
Приложение В. Общий вид
Приложение Г. Печатная плата
Приложение Д. Сборочный чертеж печатной платы
Приложение Е. Экономическая таблица
Надежность и долговечность изделий машиностроения во многом определяются их коррозионной стойкостью. Однако далеко не все материалы обладают достаточной стойкостью. Поэтому для их защиты от коррозии применяют различные покрытия. Чаще всего для повышения износостойкости на детали наносят защитные покрытия. Именно от толщины защитных покрытий зависят конечные свойства деталей. Так, например, недостаточная толщина покрытия не сможет обеспечить достаточную прочность, а слишком большая в свою очередь может привести не только к снижению механических характеристик изделия, но и значительно увеличить затраты на его производство. Исходя из выше сказанного, следует, что контроль толщины покрытий является весьма актуальной задачей.
Целью дипломной работы является разработка более дешевого и простого в применении измерителя толщины лакокрасочных покрытий на ферромагнитных изделиях, чем существующие на рынке.
Для осуществления поставленной цели следует решить следующие задачи:
- получить общие сведения о лакокрасочных покрытиях;
- произвести анализ существующих методов и средств контроля толщины лакокрасочных покрытий;
- разработать конструкцию прибора на основе провиденного анализа.
- исследовать показания, полученные при контроле толщины покрытия.
Актуальностью задачи разработки толщиномера является то, что существующие на рынке толщиномеры сложные и дорогостоящие. Поэтому и нужно создать более дешевый и простой в применении толщиномер.
В данной выпускной квалификационной работе были получены сведения о лакокрасочных покрытиях, произведен анализ существующих методов и средств контроля толщины лакокрасочных покрытий. Был выбран метод измерения толщины покрытия и рассчитан первичный преобразователь. На основе произведенного анализа разработана структурная схема. Далее была разработана принципиальная схема в которой использованы современные малогабаритные микросхемы зарубежного производства.
В результате проделанной работы был разработан простой в использовании измеритель толщины лакокрасочных покрытий на ферромагнитных изделиях. Затраты на данный прибор составили порядка 3 тысяч рублей, в то время как на рынке на данный момент вихретоковый толщиномер стоит порядка 2025 тысяч рублей. Таким образом основная цель и поставленные задачи данной ВКР достигнуты.
