本文關(guān)鍵詞：液體危險化學(xué)品自燃溫度測試裝置的研究與開發(fā)

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【摘要】：歐盟REACH法規(guī)的實施,迫使我國出口商不得不向歐盟提供液體危險化學(xué)品自燃溫度等數(shù)十項理化參數(shù)。而我國在液體危險化學(xué)品自燃溫度檢測裝置方面的探索十分欠缺,使得液體危險化學(xué)品自燃溫度檢測裝置的設(shè)計與研究必不可少,因而該項研究具有非常重要的現(xiàn)實意義。基于美國材料與試驗協(xié)會的ASTM-E659 (2005)標(biāo)準(zhǔn)所提供的液體危險化學(xué)品自燃溫度檢測原理與方法,研究設(shè)計了一款液體危險化學(xué)品自燃溫度檢測裝置,重點(diǎn)對其硬件電路、溫控方法及其系統(tǒng)軟件進(jìn)行了深入研究與精心設(shè)計,并對部分核心模塊進(jìn)行了仿真,對檢測裝置進(jìn)行了試驗驗證。硬件電路主要包括爐溫檢測電路、燃燒室內(nèi)溫度檢測電路、加熱控制電路等,并以AT89C51單片機(jī)為主控核心。設(shè)計的爐溫檢測電路與燃燒室內(nèi)溫度檢測電路以K型熱電偶作為測溫傳感器,實現(xiàn)了對爐溫和燃燒室內(nèi)溫度的精確控制與檢測；加熱控制電路基于單片機(jī),以零點(diǎn)電壓型固態(tài)繼電器為執(zhí)行器件控制加熱電路的通與斷,實現(xiàn)了對加熱電路的可靠控制；通過自燃檢測電路與報警電路的設(shè)計,在實現(xiàn)自燃現(xiàn)象自動檢測的同時,大大降低了試驗人員專注反光鏡觀察自燃現(xiàn)象的勞動強(qiáng)度；此外,還設(shè)計了鍵盤與顯示電路,實現(xiàn)了檢測裝置與試驗人員的良性互動；為上述各電路提供電源的電源電路通過各具特色的穩(wěn)壓芯片組件,實現(xiàn)了不同電壓的穩(wěn)定輸出。選定的溫控方法采用脈寬調(diào)制法控制加熱器功率。通過數(shù)字增量型PID控制算法算出一個加熱周期內(nèi)的占空比,實現(xiàn)加熱電路在一個加熱周期內(nèi)接通的時間比例,從而實現(xiàn)對加熱功率的控制�；谀K化設(shè)計思想,開發(fā)了主程序及其按鍵檢測程序、顯示程序、A/D轉(zhuǎn)換程序、熱電偶線性化處理程序、PID控制算法程序等,共同構(gòu)成了測試裝置的系統(tǒng)軟件。借助keil和Proteus軟件,對溫度的檢測與顯示以及鍵盤輸入等核心模塊進(jìn)行了仿真；并通過簡易試制裝置,以市售93號汽油、酒精、冰醋酸為試材進(jìn)行了初步檢測試驗。仿真與試驗結(jié)果表明,系統(tǒng)硬件電路設(shè)計合理,軟件代碼編寫正確,系統(tǒng)的可靠性強(qiáng)、精度高。
【關(guān)鍵詞】：液體危險化學(xué)品 自燃溫度 檢測裝置 硬件電路 PID控制 系統(tǒng)軟件
【學(xué)位授予單位】：中南林業(yè)科技大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：TQ086.5;TH811
【目錄】：

• 摘要4-5
• ABSTRACT5-10
• 1. 緒論10-19
• 1.1 課題背景及研究意義10-11
• 1.2 液體危險化學(xué)品相關(guān)概念11-12
• 1.2.1 自燃溫度11
• 1.2.2 閃點(diǎn)11-12
• 1.2.3 燃點(diǎn)12
• 1.3 國內(nèi)外相關(guān)研究現(xiàn)狀12-18
• 1.3.1 燃燒理論的發(fā)展12
• 1.3.2 謝苗諾夫自燃理論及自燃溫度定義12-13
• 1.3.3 液體化學(xué)品自燃溫度測試裝置研究現(xiàn)狀13-16
• 1.3.4 坩堝爐溫度控制技術(shù)研究現(xiàn)狀16-18
• 1.4 本文研究的主要內(nèi)容18-19
• 2. 液體危險化學(xué)品自燃溫度測試裝置總體方案設(shè)計19-25
• 2.1 ASTM E659-78(2005)標(biāo)準(zhǔn)解讀19-20
• 2.1.1 自燃溫度測定原理19-20
• 2.1.2 自燃溫度測定的試驗步驟20
• 2.2 檢測裝置總體方案設(shè)計20-24
• 2.2.1 功能總體設(shè)計方案20-21
• 2.2.2 結(jié)構(gòu)總體設(shè)計方案21-22
• 2.2.3 硬件總體設(shè)計方案22-24
• 2.2.4 系統(tǒng)軟件設(shè)計內(nèi)容24
• 2.3 本章小結(jié)24-25
• 3. 系統(tǒng)硬件電路設(shè)計25-48
• 3.1 單片機(jī)選擇25-26
• 3.2 爐溫檢測電路的設(shè)計26-33
• 3.2.1 溫度傳感器的選擇26-28
• 3.2.2 信號調(diào)理電路28-31
• 3.2.3 A/D轉(zhuǎn)換電路31-33
• 3.3 燃燒室內(nèi)溫度檢測電路的設(shè)計33
• 3.4 加熱器控制電路的設(shè)計33-36
• 3.5 著火檢測電路的設(shè)計36-39
• 3.5.1 著火檢測方法36-37
• 3.5.2 著火檢測電路37-39
• 3.6 報警電路的設(shè)計39
• 3.7 人機(jī)交互電路設(shè)計39-44
• 3.7.1 顯示電路設(shè)計39-42
• 3.7.2 鍵盤電路設(shè)計42-44
• 3.8 電源電路設(shè)計44-46
• 3.8.1 ±5V電源設(shè)計44-45
• 3.8.2 ±15V電源設(shè)計45
• 3.8.3 ±2.5V電源設(shè)計45-46
• 3.9 本章小結(jié)46-48
• 4. 溫控方法研究48-54
• 4.1 溫控方式48-49
• 4.1.1 過零觸發(fā)48
• 4.1.2 脈寬調(diào)制48-49
• 4.2 控制算法49-52
• 4.2.1 PID原理49-52
• 4.2.2 PID參數(shù)的整定52
• 4.3 本章小結(jié)52-54
• 5. 系統(tǒng)軟件設(shè)計54-63
• 5.1 系統(tǒng)開發(fā)語言54
• 5.2 系統(tǒng)總體設(shè)計54-62
• 5.2.1 系統(tǒng)主程序設(shè)計54-55
• 5.2.2 按鍵檢測程序設(shè)計55-57
• 5.2.3 顯示程序設(shè)計57
• 5.2.4 A/D轉(zhuǎn)換程序設(shè)計57-58
• 5.2.5 熱電偶線性化處理程序設(shè)計58-61
• 5.2.6 PID算法程序設(shè)計61-62
• 5.3 本章小結(jié)62-63
• 6. 仿真與試驗驗證63-72
• 6.1 仿真63-70
• 6.1.1 仿真目的63
• 6.1.2 仿真工具63-64
• 6.1.3 仿真過程與結(jié)果64-70
• 6.2 試驗驗證70-71
• 6.2.1 幾種常見液體危險化學(xué)品自燃溫度檢測試驗70-71
• 6.2.2 試驗結(jié)果分析71
• 6.3 本章小結(jié)71-72
• 7. 結(jié)論與展望72-74
• 7.1 結(jié)論72-73
• 7.2 創(chuàng)新點(diǎn)73
• 7.3 展望73-74
• 7.3.1 目前存在的問題73
• 7.3.2 今后努力的方向73-74
• 參考文獻(xiàn)74-80
• 附錄A80-81
• 附錄B81-82
• 致謝82

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號：753622