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uv-cipp软管固化检测及控制系统设计

UV-CIPP软管固化检测及控制系统设计

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作者：袁浩馨哈尔滨理工大学

学位级别：硕士

随着我国城市化进程的推进,地下管道已经成为城市建设的重要基础设施和组成部分。然而由于使用年限的增加和当时施工技术落后的原因,导致地下管道事故频繁发生。为了保障城市生产和居民生活的正常进行,地下管道修复问题亟待解决。其中uv... 详细信息

随着我国城市化进程的推进,地下管道已经成为城市建设的重要基础设施和组成部分。然而由于使用年限的增加和当时施工技术落后的原因,导致地下管道事故频繁发生。为了保障城市生产和居民生活的正常进行,地下管道修复问题亟待解决。其中uv-cipp非开挖修复技术具有施工速度快、管道成型质量高、对交通影响小等优点,目前已成为我国管道修复领域的主要发展方向。然而目前uv-cipp非开挖修复过程中存在修复时难以获取固化度、cipp软管固化不充分、uv光源能量不稳定、修复后的管道质量不稳定等问题,因此,本文研究基于RFID的uv-cipp软管固化度检测方法,设计可以实现光强恒定控制的cipp软管紫外光固化控制系统。固化度是评价复合材料固化过程及质量的重要指标。为了实现cipp软管固化度的在线监测,本文设计基于RFID的uv-cipp软管固化度检测系统,研究了集成RFID电子标签的软管在固化期间RSSI值的变化规律,分析基于RFID的固化度检测原理,并进行cipp软管的固化度检测实验,将介电分析法(DEA)作为固化监测的参考方法,并与RFID的测量值进行比较分析。实验结果表明所设计的RFID系统适用于cipp软管的固化度检测。紫外线汞灯光照强度的稳定性对cipp软管固化质量影响较大。为了保证紫外光固化过程中紫外线汞灯不受电压波动、温度变化等因素影响,固化过程中始终保持在预先设定的光照强度值,通过分析紫外线汞灯光照强度调节原理,建立紫外线汞灯调光系统的数学模型,利用变论域模糊PID控制算法中的伸缩因子在线实时调整模糊控制器的初始论域范围,提高紫外线汞灯调光系统光照强度控制的精度和抗干扰性能。搭建了基于西门子PLC的cipp软管紫外光固化控制系统,设计了基于STM32单片机的光照强度控制系统,进行了汞灯驱动电路设计,完成了紫外光固化控制系统上位机及下位机程序设计。开展了紫外线汞灯光照强度控制实验验证光照强度控制效果,进行了cipp软管紫外光固化实验及力学性能测试实验,实验结果表明本文开发的紫外线汞灯固化控制系统可以实现cipp软管固化控制,固化的管道满足非开挖修复管道性能要求。

关键词： uv-cipp软管光强控制固化度检测控制系统

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