جبران سازی تغییرات دما در دستگاه سنجش حجم با استفاده از الگوریتم بهینه سازی ازدحام ذرات

نوع مقاله: مقاله مستقل

نویسندگان

عضو هیئت علمی

چکیده

برای اندازه‌گیری حجم می‌توان از دستگاه حجم‌سنج آکوستیک که از سه بخش کامپیوتر، کنترل‌کننده و محفظه مکانیکی تشکیل شده استفاده کرد. محفظه مکانیکی خود شامل دو محفظه مرجع و اندازه‌گیری است که با پرده یک بلند‌گو از هم جدا شده‌اند. جسم مورد نظر درون محفظه اندازه‌گیری قرار‌گرفته، توسط بلندگو تغییر حجمی درون آن و محفظه مرجع ایجاد می‌گردد و با دو میکروفون تغییرات فشار حاصله اندازه‌گیری می‌شود. پس از جمع آوری اطلاعات، با استفاده از قوانین ترمودینامیک حجم جسم محاسبه می‌گردد. سرعت بالا در اندازه‌گیری، هزینه کم، سادگی و دقت قابل قبول، بارزترین ویژگی‌های دستگاه ساخته شده است. دستگاه وابستگی شدید به تغییرات دمای محیط دارد که بررسی‌ها و آزمون‌های مختلف این حساسیت به دما را مربوط به محفظه مکانیکی نشان می‌دهد. کنترل دمای محیط، استفاده از میکروفون‌های اندازه‌گیری به همراه قطعات خاص، استفاده از حجم مرجع در هر بار اندازه‌گیری و جبران‌سازی دما راه‌های مقابله با تغییرات دما هستند. در این میان، جبران‌سازی دما روشی کم هزینه است که این مقاله به آن می‌پردازد. برای این منظور، حسگر دما روی محفظه مکانیکی نصب شده، سپس با تغییرات کند دمای محیط، اطلاعات لازم از میکروفون‌ها و حسگر دما دریافت و ثبت شده است. پس از جمع آوری داده‌ها با استفاده از روش بهینه‌سازی ازدحام ذرات (PSO)، تابعی استخراج و توسط آن جبران‌سازی دما انجام شده است. نتایج نشان می-دهد با این روش می‌توان با تغییرات دما به خوبی مقابله کرد و اندازه‌گیری دقیق‌تری ارائه نمود.

کلیدواژه‌ها

موضوعات


[1] Hardway AV, Etal JR (1963) Method for precise volume determination. US Patent No. 3,113,448.

[2] Turner PL (1978) Method and apparatus for determining the volume of a condensed material sample, US Patent No. 4,112,738.

[3] Parker NW (1984) Sonic pressure volume measuring device. US Patent No. 4,474,061

[4] Pond JB (1985) Volume measurement system. US Patent No. 4,561,298.

[5] Hwai-Ping S, Cutberto G, Dean CW, William GD (1987) Method and apparatus for acoustically measuring the volume of an object. US Patent No. 4,640,130.

[6] Ishii Y (1998) Acoustic device for measuring volume difference. U.S. Patent No. 5,824,892.

[7] Kobata T, Ueki M, Ooiwa A, Ishii Y (2004) Measurement of the volume of weights using an acoustic volumeter and the reliability of such measurement. Metrologia 41: S75–83.

[8] Ishii Y, Ishii J (2005) Measuring device for volume of engine combustion chamber. Patent Application No. US 2005/0178191 A1.

[9] Ueki M, Kobata T, Ueda K, Ooiwa A (2007) Automated volume measurement for weights using acoustic volumeter. IMEKO 20th TC3, 3rd TC16 and 1st TC22 Inter. Conf. Cultivating metrological knowledge.

[10] Torigoe I, Ishii Y (2001) Acoustic bridge volumeter. Trans. of the Society of Instr. Con Eng E-1(1): 164 –170.

[11] Jian W, Cai CQ, Yue Z, Hu MH, Wang XL, Yao H, Zhong RL (2012) Investigation on measurement method of weight volume based on acoustics. Advanced Materials Research 487: 816–820.

[12] Torigoe I, Segami T and Date M (2009) Acoustic capacity, volume, and surface area measurement method. Patent application No: US 2009/0217749 A1.

[13] Choi IM, Woo SY, Lee YJ (2008) New density determination method using a reference gas. Metrologia 45(5): 524.

[14] Sukhon R, Tulasombut V, Laopornpichayanuwat W, Pangviwat T, Mitaree M (2011) Measurement of the volume and density of weight by hydrostatic weighing method. Siam Physics Congress SPC2011.

[15] Wu H, Yang JG and Wang XS (2007) Synthetically modeling of thermal error and grinding force induced error on a precision NC cylindrical grinding machine. Advanced Materials Research Vols 24-25: 243–248.

[16] Liangyu C,Weiguo G,Dawei Z, Hongjie Z, Lin H (2011) Thermal error compensation for telescopic spindle of CNC machine tool based on SIEMENS 840D System. Trans Tianjin Univ 17: 340–343.

[17] Mekid S, Ogedengbe T (2010) A review of machine tool accuracy enhancement through error compensation in serial and parallel kinematic machines. Int J Precision Technology 1, Nos. 3/4.

[18] Kennedy J, Eberhart R (1995) Particle swarm optimization. IEEE Inter. Conf. on Neural Networks: 1942–1948.

[19] Li C, Yang S (2009) An adaptive learning particle swarm optimizer for function optimization. IEEE Cong. On Evolutionary Computation, CEC '09.

[20] سید علی سلیمانی ایوری، سید هادی قادری و احسان حاجی اسماعیلی (1390) طراحی و ساخت دستگاه سنجش حجم با استفاده از امواج صوتی و مقابله با تغییرات دما در اندازه‌گیری حجم، اولین کنفرانس بین‌المللی آکوستیک و ارتعاشات (ISAV2011)، 30 آذر و 1 دی، تهران، دانشگاه صنعتی امیرکبیر.