【正文】 河北工業(yè)大學(xué)2014屆本科畢業(yè)論文畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）中文摘要基于NDIR的塑料薄膜厚度測(cè)量技術(shù)研究摘要： 隨著塑料薄膜以及以薄膜為主要輔助材料的其他產(chǎn)品在工業(yè)生產(chǎn)和人類生活中的廣泛應(yīng)用，薄膜的厚度越來(lái)越成為一個(gè)重要的物理性指標(biāo)。因此薄膜厚度的測(cè)量一直是人們密切關(guān)注和不斷研究改進(jìn)的課題。本論文主要內(nèi)容：第一，探討了薄膜測(cè)厚技術(shù)的發(fā)展歷史和研究現(xiàn)狀；第二，詳細(xì)介紹了基于NDIR的紅外測(cè)原理以及系統(tǒng)的總體設(shè)計(jì)方案。第三，介紹了系統(tǒng)中使用的硬件設(shè)備，如數(shù)據(jù)采集卡、濾光傳感器、光源和用到的兩個(gè)焊接電路等；第四，闡述了所設(shè)計(jì)系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)采集與處理過(guò)程和軟件的運(yùn)行流程及其主要的功能；最后，給出了系統(tǒng)調(diào)試運(yùn)行的結(jié)果和數(shù)據(jù)的分析結(jié)果。本論文設(shè)計(jì)的系統(tǒng)可以模擬實(shí)際測(cè)厚系統(tǒng)的工作過(guò)程，并通過(guò)數(shù)據(jù)的分析對(duì)基于NDIR的塑料薄膜厚度測(cè)量技術(shù)進(jìn)行了研究與驗(yàn)證，達(dá)到了最初的設(shè)計(jì)要求。關(guān)鍵詞： 紅外線測(cè)厚 VC++ NDIR 數(shù)據(jù)采集與處理本科畢業(yè)論文畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）外文摘要Title Study on the plastic film thickness measurement technology based on NDIRAbstract：With the wide application of plastic film and other products to the film as the main auxiliary materials in industrial production and the life of human beings, the thickness of the film is being a more and more important indicators of physical. So the film thickness measurement has been closely and continuously improve on the subject the people.The main contents of this paper: first, discusses the development history and research status of thin film thickness measurement technology。 second, introduced in detail the overall design scheme of NDIR infrared measuring principle and system based on. Third, introduces the system used in the hardware, devices such as data acquisition card, filter sensor, light source and the use of two welding circuit。 fourth, describes the operation process of the data acquisition and processing and software design and its main functions。 finally, the system debugging results operating results and the data are given.The system designed in this thesis can simulate the working process of the actual thickness measurement system, and the plastic film thickness measurement technology based on NDIR are studied and validated by the data analysis, met the initial design requirements.Keywords：Infrared thickness VC++ NDIR data collect and process目 錄1 緒論 1 11,2常見(jiàn)薄膜厚度測(cè)量方法 1 3 42 系統(tǒng)總體方案設(shè)計(jì) 4 4 5 6 本章小結(jié) 73 系統(tǒng)硬件部分介紹 7 7 10 10 114 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì) 11 采集卡的使用 14 標(biāo)定程序流程 16 測(cè)厚程序流程 17 18 195 系統(tǒng)調(diào)試與運(yùn)行 19 系統(tǒng)調(diào)試過(guò)程 19 系統(tǒng)調(diào)試與結(jié)果 20結(jié) 論 29參 考 文 獻(xiàn) 30致 謝 32 本科畢業(yè)論文1 緒論隨著塑料薄膜以及以薄膜為主要輔助材料的其他產(chǎn)品在工業(yè)生產(chǎn)和人類生活中的廣泛應(yīng)用，薄膜的厚度越來(lái)越成為一個(gè)重要的物理指標(biāo)[1]。薄膜的阻隔性能，機(jī)械拉伸性能以及生產(chǎn)加工成本等均與其厚度密切相關(guān)，因此薄膜厚度的測(cè)量一直是人們密切關(guān)注和不斷研究改進(jìn)的課題。對(duì)于生產(chǎn)出來(lái)的薄膜，在許多工業(yè)性能要求中最為關(guān)鍵的參數(shù)是厚度和均勻度，尤其厚度會(huì)直接的影響到薄膜產(chǎn)品的經(jīng)濟(jì)效益、質(zhì)量和產(chǎn)量，是薄膜非常重要的物理指標(biāo)[2]。另外如果薄膜均勻度差，就會(huì)影響到薄膜各處阻隔性和拉伸強(qiáng)度等性能。通過(guò)測(cè)量技術(shù)在薄膜生產(chǎn)時(shí)進(jìn)行厚度檢測(cè)，對(duì)不符合要求的部分薄膜進(jìn)行再加工，使其生產(chǎn)出來(lái)的厚度和均勻度符合工業(yè)要求，會(huì)在一定程度上提高薄膜質(zhì)量、產(chǎn)量，并降低成本。因此塑料薄膜厚度測(cè)量技術(shù)具有一定研究意義。1,2常見(jiàn)薄膜厚度測(cè)量方法 非在線薄膜測(cè)厚最初用于測(cè)量薄膜厚度的技術(shù)是非在線測(cè)厚技術(shù)。非在線測(cè)厚技術(shù)包括非接觸式和接觸式測(cè)量法兩種[3]。機(jī)械薄膜測(cè)厚儀是利用接觸式薄膜測(cè)厚方法測(cè)量薄膜厚度的儀器。雖然它在測(cè)量那些表面不平整或具有彈性的材料時(shí)會(huì)出現(xiàn)測(cè)量數(shù)據(jù)不穩(wěn)的現(xiàn)象，但它能在進(jìn)行測(cè)量厚度之前施加適當(dāng)?shù)膲毫υ跇悠返臏y(cè)量表面上來(lái)避免數(shù)據(jù)波動(dòng)[4]。其他常用非在線測(cè)量?jī)x： (1) 渦流測(cè)厚儀和磁性測(cè)厚儀，磁性測(cè)厚儀是根據(jù)電磁感應(yīng)原理來(lái)實(shí)現(xiàn)測(cè)厚功能的，而渦流測(cè)厚儀則是使用電渦流原理來(lái)實(shí)現(xiàn)測(cè)厚[5]。它們主要用在測(cè)量一些涂層的厚度上。 (2) 超聲波測(cè)厚儀根據(jù)超聲波反射原理來(lái)實(shí)現(xiàn)薄膜的厚度測(cè)量，它可以用來(lái)測(cè)量陶瓷、玻璃、金屬、塑料等對(duì)其反應(yīng)明顯的導(dǎo)體厚度[6]，它具有許多測(cè)厚儀所不具備的特點(diǎn)：可以工作在高溫環(huán)境中。 (3) 光學(xué)測(cè)厚儀在理論上可以推導(dǎo)出測(cè)量精度非常高的方法，但在實(shí)際使用中要求（使用條件及維護(hù)等）非常高：第一它距離振源越遠(yuǎn)越好，第二必須有嚴(yán)格的防塵措施、專業(yè)操作和維護(hù)，第三它只能用于層數(shù)較少的復(fù)合膜的測(cè)厚，所以其使用范圍極大的受到了限制[7]。 非在線測(cè)厚設(shè)備在便捷性和價(jià)格上具有很大優(yōu)勢(shì)，但不能夠?qū)崿F(xiàn)監(jiān)測(cè)生產(chǎn)過(guò)程的功能，所以只能作為在線檢測(cè)的輔助設(shè)備[8]。據(jù)有關(guān)方面統(tǒng)計(jì)，如果使用在線測(cè)厚儀技術(shù)，一個(gè)塑料薄膜制品廠每年可以節(jié)省約 10 萬(wàn)美元左右[9]。目前主要的在線薄膜測(cè)厚儀包括：β射線測(cè)厚儀，X 射線測(cè)厚儀，激光測(cè)厚儀和紅外測(cè)厚儀等。 (1) β射線測(cè)厚儀: β射線技術(shù)相對(duì)于其他技術(shù)來(lái)說(shuō)是最先應(yīng)用于在線測(cè)厚的。是一種放射性同位素測(cè)厚技術(shù)，它利用放射源放射出來(lái)的低能量β射線透過(guò)薄膜來(lái)實(shí)現(xiàn)測(cè)量功能，就是利用射線被薄膜部分吸收導(dǎo)致能量減弱的原理進(jìn)行薄膜厚度測(cè)量的[10]。它對(duì)設(shè)備輻射保護(hù)裝置有很高要求，且β傳感器對(duì)薄膜上下的波動(dòng)以及周圍環(huán)境變化相當(dāng)敏感[11]。(2) X 射線測(cè)厚儀：由于信號(hào)源放射性很強(qiáng)，輻射保護(hù)裝置有嚴(yán)格要求；而且不適合對(duì)多種元素組成的聚合物進(jìn)行測(cè)厚[12]。所以現(xiàn)在主要應(yīng)用在單元素材料（如鋼板等）的測(cè)量上。 (3) 激光測(cè)厚儀：激光測(cè)厚儀是近些年來(lái)開(kāi)發(fā)出的高科技實(shí)用型設(shè)備。它對(duì)工作的環(huán)境要求降低了，具有人工測(cè)量和其它測(cè)量方法無(wú)法比擬的優(yōu)點(diǎn)：測(cè)量準(zhǔn)確、安全可靠、精度高、實(shí)用性好、無(wú)輻射、非接觸式等。且能夠?yàn)楹穸瓤刂铺峁?zhǔn)確可靠的信息，從而提高工廠的生產(chǎn)效率、產(chǎn)品質(zhì)量[13]。但激光測(cè)厚儀在實(shí)際運(yùn)用過(guò)程中因?yàn)槟承┈F(xiàn)場(chǎng)環(huán)境的限制而得不到廣泛使用。小結(jié)：射線測(cè)厚測(cè)厚儀由于自身射線物理特性，具有不可避免的缺點(diǎn)：①射線的不可聚焦性使射線測(cè)厚儀無(wú)法對(duì)薄膜微觀變化進(jìn)行有效監(jiān)測(cè)，只能用于測(cè)量薄膜宏觀厚度的變化[14]。②具有發(fā)射性，一般要在其四周劃出一個(gè) 的安全隔離帶[15]。③儀器的成本價(jià)格比較昂貴。④雖然射線設(shè)備都對(duì)用戶提出強(qiáng)制性安全防護(hù)的要求，但是工廠不愿采用的一個(gè)原因就是射線危害人體健康。惡劣（如溫度高，粉塵多），導(dǎo)致設(shè)備的運(yùn)行維護(hù)有諸多不便,出現(xiàn)了