加工液濁度檢測器之設計

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姓名

莊東霖(Dong-Lin Chuang) 查詢紙本館藏

畢業系所

機械工程學系

論文名稱

加工液濁度檢測器之設計

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摘要(中)

電容式感測器是一種將待測物理量變化轉換成電容變化量的器件，具有
體積小，功耗低，靈敏度高等優點，常用的形式是由兩個平行電極組成。本論文利用電容特性開發一液體汙濁度感測器，用於放電加工機加工液體量測。本研究成功開發一感測器，量測加工液體中介電物質如氧化鋁與矽粉末之濃度，量測濃度範圍由 5 g/100 ml 至 50 g/100 ml，且成功量測鐵粉、碳粉等導電粒子在加工液中之濃度，最低鐵粉量測濃度為 1.2 g/100 ml，而碳粉最低量測濃度為 0.25 g/100 ml。除了感測液體濃度，本論文亦開發智慧型感測藍芽傳輸功能，將感測數據傳輸雲端進行大數據儲存進而提升感測器價值。

摘要(英)

Capacitive sensor is a device that convert the physical variation into capacitance variation, which has the advantages of small volume, low power consumption and high sensitivity. The common structure is composed of two parallel conductive plane. In this paper, we utilized the characteristics of
capacitance to develop a liquid pollution sensor for electrical discharge machining liquid measurement. In conclusion, we successfully measured dielectric materials such as alumina and silicon powder, and the measured concentration range is 5 g/100 ml to 50 g/100 ml. Also, we successfully measure iron powder and carbon powder, and the minimum of iron powder concentration is 1.2 g/100 ml, while the minimum of carbon powder concentration is 0.25 g / 100 ml. In addition to the concentration sensor of liquid, this paper also developed intelligent Bluetooth transmission function. The sensing data will be transmitted to the clouds for the storage of big data and enhance the value of the sensor.

關鍵字(中)

★ 加工液
★ 濁度
★ 感測器

關鍵字(英)

★ Processing fluid
★ turbidity
★ sensor

論文目次

摘要 I
Abstract II
誌謝 . III
目錄 . IV
圖目錄 VIII
表目錄 . XI
第一章緒論 . 1
1.1 前言
1.2 研究動機與目的 . 2
1.3 研究流程 . 3
1.3 粒子濃度量測技術 . 4
1.3.1 壓電式 4
1.3.2 光學式 4
1.3.3 電容式 5
第二章基礎理論 . 10
2.1 電容感測器原理 . 10
2.2 平行板電容器 . 11
2.3 電容感測器型態 . 12
2.1.1 極距變化型 13
2.2.1 重疊面積變化 14
2.3.1 介電常數變化 15
2.4 電容常數(Permittivity) . 17
2.5 電容平行板間加入導體 . 18
2.6 異質混和原理探討 . 19
第三章量測電路 . 22
3.1 電路設計 . 22
3.2 電容量測電路 . 22
3.2.1 橋式電路簡介 23
3.2.1 電壓校正電路 26
3.2.2 低通濾波器 26
3.2.4 量測電路 27
第四章元件製作 . 28
4.1 電容感測器製作 . 28
4.2 電極絕緣處理 . 29
4.3 橋式 C/V 轉換電路板成品實測 30
4.4 電容感測器裝置盒 . 30
第五章實驗結果與討論 . 32
5.1 量測系統簡介 . 32
5.2 量測步驟 . 32
5.3 量測液體配置 . 34
5.4 實驗電路校正 . 35
5.5 粒子濃度量測 . 36
5.5.1 量測粒子介紹 36
5.5.2 粉末量測參數 37
5.6.1 氧化鋁粉濃度檢測 38
5.6.2 矽濃度檢測 40
5.7 碳粉量測 . 41
5.8 高濃度鐵粉量測 . 43
5.9 低濃度鐵粉量測 . 46
第六章藍芽傳輸功能 . 48
6.1 Arduino 48
6.2 元件介紹 . 49
6.3 Arduino 程式部分 50
主控端程式碼 . 51
從端程式碼 . 51
6.4 程式碼流程 . 52
6.5 元件整合結果 . 53
第七章結論與未來展望 . 56
7.1 結論 . 56
7.2 未來展望 . 57
參考文獻 . 58

參考文獻

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2004 年。

指導教授

陳世叡(Shih-Jui Chen)

審核日期

2017-8-8

推文