本文關(guān)鍵詞：微生物燃料電池內(nèi)溫度場(chǎng)與濃度場(chǎng)可視化軟件設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

  更多相關(guān)文章： 微生物燃料電池(MFC) 溫度場(chǎng) 濃度場(chǎng) 三維可視化 軟件設(shè)計(jì)

【摘要】：微生物燃料電池(MFC)是一種借助具有產(chǎn)電特性微生物的代謝,將內(nèi)在蘊(yùn)含化學(xué)能的有機(jī)物直接轉(zhuǎn)化為可被人們直接利用的電能轉(zhuǎn)換設(shè)備。然而,其產(chǎn)電功率、效率不僅僅只受到外部電阻、內(nèi)部微生物種類及有機(jī)物成分等宏觀參數(shù)的影響,還受到MFC內(nèi)與生化反應(yīng)過(guò)程相關(guān)的電極界面,及鄰近區(qū)域的熱物理場(chǎng)參數(shù)和生化參數(shù)變化的綜合影響。從事機(jī)理研究的學(xué)者一直希望能實(shí)現(xiàn)對(duì)微生物燃料電池內(nèi)溫度場(chǎng)、濃度場(chǎng)進(jìn)行實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)的可視化觀測(cè)。本文以實(shí)現(xiàn)對(duì)微生物燃料電池內(nèi)溫度場(chǎng)、濃度場(chǎng)的可視化觀測(cè)為目標(biāo)的軟件系統(tǒng)研發(fā)為研究?jī)?nèi)容,試圖將MFC內(nèi)溫度場(chǎng)、基質(zhì)濃度場(chǎng)的實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)分布情況準(zhǔn)確、直觀地表達(dá)出來(lái),以此來(lái)構(gòu)建出一套MFC反應(yīng)過(guò)程機(jī)理研究新的監(jiān)測(cè)手段,因此,本文的研究工作對(duì)提高微生物燃料電池產(chǎn)電功率、效率具有重要的促進(jìn)作用。本文以Visual C++6.0作為可視化軟件的開發(fā)語(yǔ)言,設(shè)計(jì)了一套三維可視化軟件系統(tǒng),實(shí)現(xiàn)了MFC內(nèi)溫度場(chǎng)、基質(zhì)濃度場(chǎng)三維可視化觀測(cè)。研究?jī)?nèi)容主要包括:(1)搭建了三維可視化軟件系統(tǒng)的數(shù)據(jù)采集平臺(tái)。采用光纖光柵解調(diào)儀SM125、FBG傳感器實(shí)現(xiàn)了對(duì)微生物燃料電池內(nèi)某一空間點(diǎn)溫度的測(cè)量;采用本實(shí)驗(yàn)室研發(fā)的具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的單端腐蝕FBG傳感器實(shí)現(xiàn)了對(duì)微生物燃料電池內(nèi)某一空間點(diǎn)溫度、濃度的同時(shí)測(cè)量;以SDM-WDM混合FBG網(wǎng)絡(luò)的形式構(gòu)建了溫度場(chǎng)、濃度場(chǎng)數(shù)據(jù)的采集系統(tǒng);(2)提出了首先對(duì)反射光譜信號(hào)數(shù)據(jù)進(jìn)行限幅型平均濾波預(yù)處理,其次對(duì)預(yù)處理后的溫度場(chǎng)、基質(zhì)濃度場(chǎng)信號(hào)分別進(jìn)行高斯擬合尋峰和質(zhì)心法尋峰,最后將離散點(diǎn)溫度場(chǎng)、基質(zhì)濃度場(chǎng)數(shù)據(jù)進(jìn)行克里金空間插值重構(gòu)三維數(shù)據(jù)場(chǎng)的流程。(3)完成了溫度場(chǎng)、濃度場(chǎng)三維可視化系統(tǒng)軟件的各個(gè)功能模塊的界面設(shè)計(jì)。主要完成的工作有:主界面、數(shù)據(jù)庫(kù)配置界面、可視化顯示界面以及其它界面的設(shè)計(jì)工作。所設(shè)計(jì)的三維可視化系統(tǒng)軟件具有操作界面友好、功能豐富等特點(diǎn)。(4)設(shè)計(jì)了用于MFC內(nèi)溫度場(chǎng)、基質(zhì)濃度場(chǎng)三維可視化顯示的軟件系統(tǒng)。該系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)對(duì)微生物燃料電池內(nèi)溫度場(chǎng)、濃度場(chǎng)的可視化觀測(cè)。該軟件系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了將MFC內(nèi)溫度場(chǎng)、基質(zhì)濃度場(chǎng)的實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)分布情況,準(zhǔn)確、直觀地表達(dá)出來(lái)的功能,為研究MFC反應(yīng)過(guò)程機(jī)理,提供了一套全新的監(jiān)測(cè)手段。
【關(guān)鍵詞】：微生物燃料電池(MFC) 溫度場(chǎng) 濃度場(chǎng) 三維可視化 軟件設(shè)計(jì)
【學(xué)位授予單位】：重慶理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：TM911.4
【目錄】：

• 摘要4-5
• ABSTRACT5-9
• 1 緒論9-15
• 1.1 課題的研究背景及意義9-11
• 1.2 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀11-13
• 1.2.1 光纖光柵傳感技術(shù)11-12
• 1.2.2 分布式光纖光柵傳感技術(shù)12
• 1.2.3 空間插值技術(shù)12-13
• 1.2.4 FBG傳感監(jiān)控軟件13
• 1.3 課題主要研究?jī)?nèi)容13-15
• 2 MFC內(nèi)溫度場(chǎng)、濃度場(chǎng)三維可視化軟件設(shè)計(jì)方案15-29
• 2.1 溫度場(chǎng)、基質(zhì)濃度場(chǎng)測(cè)量的FBG傳感原理15-19
• 2.1.1 光纖光柵溫度測(cè)量原理15-16
• 2.1.2 單端腐蝕FBG傳感原理16-17
• 2.1.3 分布式FBG傳感原理17-19
• 2.2 FBG傳感信號(hào)解調(diào)算法原理19-24
• 2.2.1 光纖傳感系統(tǒng)的噪聲及去噪質(zhì)量評(píng)價(jià)19-20
• 2.2.2 常用信號(hào)濾波算法20-21
• 2.2.3 信號(hào)尋峰算法21-24
• 2.3 三維可視化空間插值24-26
• 2.4 溫度場(chǎng)及其基質(zhì)濃度場(chǎng)三維可視化軟件開發(fā)環(huán)境簡(jiǎn)介26-29
• 2.4.1 Visual C++6.0 平臺(tái)26
• 2.4.2 Visual C++6.0 與MATLAB混合編程26-29
• 3 MFC內(nèi)溫度場(chǎng)及其濃度場(chǎng)解調(diào)系統(tǒng)介紹29-33
• 3.1 解調(diào)系統(tǒng)整體介紹29-30
• 3.2 兩室型MFC介紹30-31
• 3.3 光纖陣列分布介紹31-32
• 3.4 解調(diào)儀SM12532-33
• 4 MFC內(nèi)溫度場(chǎng)及其濃度場(chǎng)三維可視化軟件設(shè)計(jì)33-62
• 4.1 數(shù)據(jù)庫(kù)模塊33-41
• 4.1.1 MySQL數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)34-36
• 4.1.2 數(shù)據(jù)庫(kù)基本表格36-39
• 4.1.3 觸發(fā)器和事務(wù)調(diào)度器39
• 4.1.4 MySQL數(shù)據(jù)導(dǎo)入與導(dǎo)出39-40
• 4.1.5 ODBC數(shù)據(jù)源的建立40-41
• 4.2 數(shù)據(jù)采集模塊41-44
• 4.2.1 SM125連接42
• 4.2.2 SM125數(shù)據(jù)獲取42-44
• 4.3 數(shù)據(jù)處理模塊44-55
• 4.3.1 信號(hào)濾波平滑處理45-53
• 4.3.2 傳感信號(hào)峰值提取53-55
• 4.4 三維可視化模塊55-61
• 4.4.1 IDW和普通Kriging插值原理56-59
• 4.4.2 三維可視化仿真分析59-61
• 4.5 本章小結(jié)61-62
• 5 三維可視化軟件操作界面的實(shí)現(xiàn)62-71
• 5.1 可視化軟件操作界面結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)62-63
• 5.2 軟件主界面設(shè)計(jì)63
• 5.3 參數(shù)配置63-66
• 5.3.1 數(shù)據(jù)庫(kù)配置63-64
• 5.3.2 工程組建64-66
• 5.4 可視化顯示66-68
• 5.4.1 實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)可視化66-67
• 5.4.2 歷史數(shù)據(jù)查詢67-68
• 5.5 其他功能68-71
• 5.5.1 系統(tǒng)管理68-70
• 5.5.2 日志查詢70-71
• 6 總結(jié)與展望71-73
• 6.1 主要結(jié)論71-72
• 6.2 進(jìn)一步工作建議72-73
• 致謝73-75
• 參考文獻(xiàn)75-79
• 個(gè)人簡(jiǎn)歷、在學(xué)期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文及取得的研究成果79

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9 編譯 楊孝文;微生物機(jī)器人吃蒼蠅發(fā)電[N];北京科技報(bào);2006年

10 記者 陳勇;美科學(xué)家開發(fā)出微生物燃料電池[N];新華每日電訊;2005年

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