LIPS浸入式探頭移動平臺設計及穩(wěn)定性分析.pdf

1、激光誘導等離子光譜(Laser-induced plasma spectroscopy，LIPS)技術是一種在線實時、高效的分析物質成分的檢測技術。冶金行業(yè)也越來越多的利用該技術進行物質元素成分的檢測。冶金爐現場溫度高、煙塵多，很容易導致檢測系統(tǒng)性能受損、結構破壞甚至不能進行使用，因此設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，設計并

2、研究了具有自動調焦、快速保護光學系統(tǒng)和完成準確檢測的浸入式探頭移動平臺。
　　本文主要工作包括:
　　1根據設計指標，設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。在此基礎上，對自動調焦裝置進行結構設計，設計了采用垂直升降機構、激光測距儀和光譜儀組成的自動調焦控制系統(tǒng);設計了采用垂直升降機構、溫度測量儀和激光測距儀組成的LIPS浸入式探頭安全保護控制系統(tǒng)。
　　2根據設計的LIPS

3、光學系統(tǒng)，對其進行光路追跡仿真分析，驗證其可操作性。對光學系統(tǒng)的光路路徑進行高溫動態(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對其光路路徑進行仿真驗證分析，結果表明光學系統(tǒng)能在200℃下安全穩(wěn)定工作。
　　3利用動力學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