本文關(guān)鍵詞：基于旋轉(zhuǎn)式的流變特性檢測系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)

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【摘要】：液體流變特性的檢測裝置在醫(yī)藥制造、化工生產(chǎn)以及生物工程等領(lǐng)域具有廣泛的用途,是工廠應(yīng)用研究和研究部門進(jìn)行科學(xué)研究的重要設(shè)備。它能在完整的實(shí)際加工過程中,不間斷且保證較高精準(zhǔn)度地對液體的流變特性從宏觀角度上進(jìn)行檢測,但無法從微觀粒子的角度上對液體的流變特性進(jìn)行深入研究。從微觀角度看,粒子產(chǎn)生“擠阻現(xiàn)象”是由于粒子之間短程作用力各向異性而導(dǎo)致宏觀液體密度的漲落,整個(gè)體系處于熱力學(xué)非穩(wěn)態(tài)。在這種狀態(tài)下,有一部分粒子相互支撐起一個(gè)支撐網(wǎng)絡(luò),其他粒子則作為這個(gè)網(wǎng)絡(luò)的支持粒子,使得大部分的團(tuán)簇運(yùn)動(dòng)受到影響而被迫阻停止,那么原本溶膠狀的分散體系就變?yōu)閮瞿z狀。移除支持粒子不會(huì)對“擠阻現(xiàn)象”有任何影響,但去除作為支撐網(wǎng)絡(luò)的任何一個(gè)粒子,液體便會(huì)產(chǎn)生流動(dòng)。本文詳細(xì)給出了流變特性檢測系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì)與軟件的實(shí)現(xiàn)流程,設(shè)計(jì)出一款針對液體流變特性檢測的實(shí)體裝置,并在相關(guān)信號采集與傳送過程中完成與介電譜儀的聯(lián)用,實(shí)現(xiàn)同步檢測微觀狀態(tài)、相互作用以及宏觀性能的同時(shí),測量微膠凝分散液的介電和流變特性(主要是粘度),以便揭示流變場對微凝膠粒子聚集結(jié)構(gòu)與狀態(tài)的擾動(dòng),以及聚集結(jié)構(gòu)與狀態(tài)對分散體系的宏觀力學(xué)和電學(xué)性能的影響。本文的重點(diǎn)在于實(shí)現(xiàn)介電譜儀在所設(shè)計(jì)的流變特性檢測裝置的轉(zhuǎn)子在被測液體中做剪切運(yùn)動(dòng)的狀態(tài)下,能夠保持不受震動(dòng)等一系列影響,采集到所需要的信號數(shù)據(jù),測得不同剪切場下微膠凝發(fā)生擠阻時(shí)的電學(xué)和力學(xué)的弛豫特性。硬件設(shè)計(jì)中,通過聯(lián)軸器,盡可能降低了轉(zhuǎn)子在高速旋轉(zhuǎn)過程中因偏離旋轉(zhuǎn)中心而產(chǎn)生的抖動(dòng);選用導(dǎo)電滑環(huán),實(shí)現(xiàn)了轉(zhuǎn)子在高速旋轉(zhuǎn)的過程中,依然可以將信號傳送給與此相連接的介電譜儀采集信號接口。
【關(guān)鍵詞】：流變特性 粘度 擠阻現(xiàn)象 介電譜儀
【學(xué)位授予單位】：南京郵電大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：TH702
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-8
• 第一章 緒論8-17
• 1.1 課題的研究背景8-9
• 1.2 課題的目的及意義9-10
• 1.3 流變特性檢測系統(tǒng)的國內(nèi)外現(xiàn)狀10-13
• 1.3.1 基于旋轉(zhuǎn)法的流變特性檢測系統(tǒng)11-12
• 1.3.2 基于毛細(xì)管法的流變特性檢測系統(tǒng)12-13
• 1.3.3 基于落球法的流變特性檢測系統(tǒng)13
• 1.4 基于旋轉(zhuǎn)法的粘度檢測系統(tǒng)的技術(shù)研究13-15
• 1.5 本論文的主要內(nèi)容簡介15-17
• 第二章 液體參數(shù)檢測的基本原理17-24
• 2.1 粘度測量原理17-18
• 2.2 溫度測量原理18-21
• 2.2.1 熱電偶測量18-19
• 2.2.2 熱敏電阻測量19-21
• 2.3 介電常數(shù)測量原理21-23
• 2.3.1 介電常數(shù)的基本概念21-22
• 2.3.2 測量原理22-23
• 2.4 本章小結(jié)23-24
• 第三章 系統(tǒng)總體方案設(shè)計(jì)24-44
• 3.1 電路制圖工具25-28
• 3.1.1 創(chuàng)建PCB項(xiàng)目工程文件和原理圖文件25-27
• 3.1.2 元器件屬性的編輯與原理圖的編譯27
• 3.1.3 建立PCB文件與完成電路板布線27-28
• 3.2 粘度測量系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì)28-38
• 3.2.1 單片機(jī)控制模塊29-31
• 3.2.2 顯示模塊31-32
• 3.2.3 電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊32-34
• 3.2.4 電源模塊34-35
• 3.2.5 力矩傳感器模塊35
• 3.2.6 信號傳輸與接收的接口模塊35-36
• 3.2.7 溫度控制模塊36-38
• 3.3 粘度測量系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì)38-42
• 3.3.1 粘度測量程序38-39
• 3.3.2 液晶顯示軟件實(shí)現(xiàn)39-40
• 3.3.3 指數(shù)加速算法40-42
• 3.4 傳輸介電信號的接口模塊42-43
• 3.5 本章小結(jié)43-44
• 第四章 粘度檢測裝置的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)44-54
• 4.1 三維機(jī)械CAD軟件SolidWorks44-46
• 4.1.1 參數(shù)化建模45
• 4.1.2 模塊化設(shè)計(jì)45-46
• 4.2 機(jī)械硬件的設(shè)計(jì)46-50
• 4.2.1 支架46
• 4.2.2 攪拌模塊46-50
• 4.3 中間環(huán)節(jié)的機(jī)械設(shè)計(jì)50-53
• 4.4 本章小結(jié)53-54
• 第五章 實(shí)驗(yàn)結(jié)果與測試分析54-62
• 5.1 流變特性檢測系統(tǒng)的搭建與測試54-55
• 5.2 電機(jī)加速測試55-56
• 5.3 溫度測量的測試56-57
• 5.4 粘度測量的測試57-60
• 5.4.1 粘度常系數(shù)的標(biāo)定57-58
• 5.4.2 粘度測量裝置的檢驗(yàn)58-60
• 5.5 剪切流場中聯(lián)用裝置的測試60-61
• 5.6 本章小結(jié)61-62
• 第六章 總結(jié)與展望62-64
• 參考文獻(xiàn)64-66
• 附錄1 攻讀碩士學(xué)位期間撰寫的論文66-67
• 附錄2 攻讀碩士學(xué)位期間申請的專利67-68
• 致謝68

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