流体导热系数测定仪的研制与开发

论文题目: 流体导热系数测定仪的研制与开发

论文类型: 硕士论文

论文专业: 化学工程

作者: 李东风

导师: 胡宝林

关键词: 导热系数,流体,测定仪,瞬时法,点热源

文献来源: 西北大学

发表年度: 2005

论文摘要: 本文主要论述了流体导热系数测定仪的研制与开发。导热系数是物质重要的热物理性质之一,对工程设计和科学研究具有重要的作用。目前大量的流体导热系数数据仍需要通过实验方法获得,因此,研制和开发流体导热系数测定仪有着重要的现实意义。本文从研制方案的确定、数学模型的建立、仪器整体结构及软、硬件的实现等方面论述了流体导热系数测定仪的研制与开发。本文在确定仪器采用点热源瞬时比较法的基础上,首先建立了点热源瞬时法的数学模型,推导出导热系数与点热源温度变化率之间的线性关系,为仪器的研制提供了理论基础。然后,论述了仪器的总体结构及组成单元的设计。该仪器融合了自动控制技术、测试技术、计算机技术和通信技术,包括了数据采集、液晶显示、按键扫描等单元,并通过串口建立与上位PC机的通信,实现了自动控制。数据采集单元是流体导热系数测定仪的重要组成部分,其功能:一是将点热源的温度变化率转换为桥路电压的变化率;二是进行数据的采集。液晶显示单元主要用于测定过程的说明和指导。按键扫描单元主要是实现测定过程的控制。本文从硬件和软件两个方面论述了这三个单元的设计。RS232C是流体导热系数测定仪所采用的通信总线协议,本文论述了IBM-PC兼容机与Atmega8单片机之间的通信原理和通信方法,实现了计算机对测定过程的控制和数据处理。本文还对仪器所采用的一些抗干扰措施进行了论述,并对上位PC机软件的开发作了简单介绍。该仪器结构简单、使用方便、适用范围较广,可用于电解质溶液和非电解质溶液。该仪器工作性能稳定,加热时间为1秒,加热电流为1mA,热敏电阻的温升较小,能较好地克服对流影响,经对标准物质的测定,其平均误差小于2%,准确度达到A类标准。

论文目录:

第一章概述

1．1 流体导热系数测定仪研制的目的意义

1．1．1 导热系数

1．1．2 导热系数在研究和工程设计中的作用

1．1．3 流体导热系数的获取方法

1．1．4 研制流体导热系数测定仪的意义

1．2 流体导热系数的研究现状

1．2．1 流体导热系数研究的历史

1．2．2 流体导热系数研究的方法及比较

1．3 流体导热系数测定仪研制的方案

1．3．1 基本思路

1．3．2 研制方案

1．3．3 主要工作及创新点

第二章流体导热系数测定仪的研制

2．1 流体导热系数测定仪的原理

2．1．1 数学模型的建立

2．1．2 数学模型的实现

2．1．3 测定时间和加热电流的确定

2．2 流体导热系数测定仪的总体结构

2．3 流体导热系数测定仪的组成单元及其设计

2．3．1 数据采集单元及其设计

2．3．2 LCD显示单元及其设计

2．3．3 按键扫描单元及其设计

2．3．4 通信单元及其设计

2．4 主从机程序设计

2．4．1 主机程序设计

2．4．2 从机程序设计

2．5 系统的抗干扰措施

2．5．1 干扰的来源和分析

2．5．2 电源的干扰及抑制措施

2．5．3 其他硬件抗干扰措施

2．5．4 软件的抗干扰措施

第三章性能测试结果

3．1 对无机物的测定

3．2 对有机物的测定

3．3 结果分析

第四章结论

参考文献

致谢

附录Ⅰ 数学模型的建立

附录Ⅱ 数据采集单元电路原理图

附录Ⅲ 控制电路原理图

附录Ⅳ 下位机控制程序清单

附录Ⅴ 上位机主要程序

发布时间: 2005-11-18

参考文献

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