發(fā)布時(shí)間：2017-09-04 03:13

  本文關(guān)鍵詞：智能烏氏粘度儀液位檢測(cè)技術(shù)與管理單元設(shè)計(jì)研究

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【摘要】：粘度測(cè)量作為控制生產(chǎn)流程、保證生產(chǎn)安全、控制與評(píng)定產(chǎn)品質(zhì)量、醫(yī)學(xué)診斷及科學(xué)研究的重要手段,在石油、化工、醫(yī)藥、建材和輕工等領(lǐng)域中的應(yīng)用日益廣泛。毛細(xì)管粘度儀作為目前應(yīng)用最為廣泛的粘度測(cè)量儀器,其液位檢測(cè)技術(shù)與管理單元的性能在很大程度上決定了儀器的測(cè)量精度及自動(dòng)化和智能化程度。針對(duì)目前國內(nèi)大部分毛細(xì)管粘度儀仍需手動(dòng)計(jì)時(shí)、自動(dòng)化程度受限,而國外粘度儀售價(jià)昂貴的現(xiàn)狀,本課題提出一款基于“雙CPU”架構(gòu)的重力式毛細(xì)管型智能烏氏粘度儀,兩片STM32F407分別作為測(cè)試系統(tǒng)和溫控系統(tǒng)的信息處理核心。本文著重研究智能烏氏粘度儀測(cè)試系統(tǒng)中的液位檢測(cè)技術(shù)與管理單元設(shè)計(jì)。首先,本文介紹粘度測(cè)量的背景和意義,為智能烏氏粘度儀提出的必要性提供理論依據(jù)。闡述粘度測(cè)量方法的發(fā)展,并著重介紹烏氏粘度儀的發(fā)展,為智能烏氏粘度儀的設(shè)計(jì)方法奠定理論基礎(chǔ)。接著介紹本課題的設(shè)計(jì)要求,并闡述智能烏氏粘度儀的系統(tǒng)構(gòu)成及其工作機(jī)理。其次,針對(duì)本設(shè)計(jì)中采用的光電液位檢測(cè)裝置,本文提出一種基于改進(jìn)3σ準(zhǔn)則的高精度毛細(xì)管粘度儀液位檢測(cè)算法,并細(xì)致的介紹算法的實(shí)現(xiàn)方法。對(duì)算法的計(jì)算量進(jìn)行分析,并通過仿真和實(shí)驗(yàn)方法對(duì)算法的抗噪性進(jìn)行分析。通過實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證采用該液位檢測(cè)算法的智能烏氏粘度儀可以獲得較高精度的粘度測(cè)量結(jié)果,測(cè)量數(shù)據(jù)具有較好的重復(fù)性。最后介紹基于該算法的液位檢測(cè)技術(shù)的軟硬件實(shí)現(xiàn)。然后,本文介紹智能烏氏粘度儀管理單元的硬件設(shè)計(jì),給出管理單元的硬件架構(gòu)框圖,設(shè)計(jì)管理單元各個(gè)模塊電路,包括人機(jī)交互模塊、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)模塊、通信模塊、打印模塊以及電源模塊,介紹管理單元的PCB設(shè)計(jì)流程。最后,本文闡述智能烏氏粘度儀管理單元主程序的工作流程,并采用模塊化設(shè)計(jì)思想實(shí)現(xiàn)對(duì)管理單元的軟件設(shè)計(jì),具體包括人機(jī)交互模塊、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)模塊、通信模塊以及打印模塊。實(shí)際測(cè)試結(jié)果表明,基于本文液位檢測(cè)技術(shù)與管理單元設(shè)計(jì)的智能烏氏粘度儀的粘度測(cè)量重復(fù)性小于0.1%,優(yōu)于GB10247-88中0.35%的要求,人機(jī)交互性好,便于用戶使用。
【關(guān)鍵詞】：智能烏氏粘度儀 STM32F407 光電傳感器 改進(jìn)3σ準(zhǔn)則 液位檢測(cè) 管理單元
【學(xué)位授予單位】：湖南大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：TH836
【目錄】：

• 摘要5-6
• Abstract6-10
• 第1章 緒論10-19
• 1.1 選題背景和研究意義10-11
• 1.2 粘度基本概念11-12
• 1.3 現(xiàn)有粘度測(cè)量方法12-17
• 1.3.1 傳統(tǒng)粘度測(cè)量方法13-14
• 1.3.2 粘度測(cè)量新方法14-15
• 1.3.3 烏氏粘度儀的發(fā)展15-17
• 1.4 本文研究的主要內(nèi)容17-19
• 第2章 智能烏氏粘度儀的構(gòu)成和工作機(jī)理19-24
• 2.1 智能烏氏粘度儀的設(shè)計(jì)要求19
• 2.2 智能烏氏粘度儀的系統(tǒng)構(gòu)成19-21
• 2.3 智能烏氏粘度儀的工作機(jī)理21-24
• 第3章 基于改進(jìn)3σ準(zhǔn)則的粘度儀液位檢測(cè)新算法24-38
• 3.1 基于光電傳感器的粘度儀液位檢測(cè)方法24-27
• 3.1.1 基于光電傳感器的液位檢測(cè)原理24-26
• 3.1.2 液位檢測(cè)的時(shí)間基準(zhǔn)26-27
• 3.2 基于改進(jìn)3σ準(zhǔn)則的液位檢測(cè)算法27-33
• 3.2.1 液位數(shù)據(jù)預(yù)處理27
• 3.2.2 計(jì)時(shí)區(qū)域起始采樣時(shí)刻判定27-29
• 3.2.3 計(jì)時(shí)點(diǎn)確定29
• 3.2.4 算法的抗噪性研究29-33
• 3.3 與現(xiàn)有算法的計(jì)算量對(duì)比33
• 3.4 實(shí)驗(yàn)與分析33-35
• 3.5 基于新算法的粘度儀液位檢測(cè)技術(shù)實(shí)現(xiàn)35-38
• 3.5.1 液位檢測(cè)模塊的電路設(shè)計(jì)35-36
• 3.5.2 液位檢測(cè)模塊的軟件設(shè)計(jì)36-38
• 第4章 智能烏氏粘度儀管理單元硬件設(shè)計(jì)38-47
• 4.1 智能烏氏粘度儀管理單元硬件架構(gòu)38
• 4.2 人機(jī)交互模塊電路設(shè)計(jì)38-40
• 4.3 數(shù)據(jù)存儲(chǔ)模塊電路設(shè)計(jì)40-41
• 4.4 通信模塊電路設(shè)計(jì)41-43
• 4.4.1 溫控系統(tǒng)通信模塊電路設(shè)計(jì)42
• 4.4.2 上位機(jī)通信模塊電路設(shè)計(jì)42-43
• 4.5 打印模塊電路設(shè)計(jì)43
• 4.6 電源模塊電路設(shè)計(jì)43-45
• 4.7 管理單元PCB設(shè)計(jì)45-47
• 第5章 智能烏氏粘度儀管理單元軟件設(shè)計(jì)47-64
• 5.1 管理單元主程序設(shè)計(jì)47
• 5.2 人機(jī)交互模塊軟件設(shè)計(jì)47-55
• 5.2.1 人機(jī)交互模塊軟件框架47-50
• 5.2.2 人機(jī)交互模塊軟件實(shí)現(xiàn)50-55
• 5.3 數(shù)據(jù)存儲(chǔ)模塊軟件設(shè)計(jì)55-56
• 5.4 通信模塊軟件設(shè)計(jì)56-61
• 5.4.1 溫控系統(tǒng)通信模塊軟件設(shè)計(jì)56-59
• 5.4.2 上位機(jī)通信模塊軟件設(shè)計(jì)59-61
• 5.5 打印模塊軟件設(shè)計(jì)61-64
• 結(jié)論64-66
• 參考文獻(xiàn)66-71
• 致謝71-72
• 附錄A 攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文72-73
• 附錄B 攻讀碩士學(xué)位期間主研的科研項(xiàng)目73-74
• 附錄C 智能烏氏粘度儀管理單元原理圖74-75
• 附錄D 智能烏氏粘度儀實(shí)驗(yàn)裝置75-76
• 附錄E 液位檢測(cè)算法仿真程序76-80

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本文編號(hào)：789003