本文關(guān)鍵詞：微尺度量熱儀的研制

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【摘要】：火災在各類災害中是發(fā)生頻率很高的一種,給人們的生命財產(chǎn)造成了巨大損失,危害極大,因此材料的燃燒性能研究是消防、阻燃材料和高校等研究單位的重要課題。本文描述了一種評估毫克級樣品可燃性的方法,并依據(jù)標準ASTM D7309-13《微裂解燃燒量熱法測定法測定塑料和其它實心材料燃燒性能的實驗方法》開發(fā)了微尺度下的裂解燃燒量熱儀。該儀器分別再現(xiàn)了在無火焰可控升溫作用下固體試樣的熱解過程以及試樣裂解后產(chǎn)生的氣體在高溫下的無焰氧化燃燒的氣相過程。從規(guī)模上看,該設(shè)備填補了國內(nèi)在微尺度阻燃測試設(shè)備領(lǐng)域的空白,具有極為重要的意義。首先,介紹了微尺度裂解燃燒量熱儀的研究背景,闡述了微尺度裂解燃燒量熱儀的原理及待測量參數(shù)的相關(guān)理論模型,為該儀器的研發(fā)奠定了堅實的理論基礎(chǔ)。其次,完成了微尺度裂解燃燒量熱儀的整體解決方案設(shè)計,主要包括反應爐結(jié)構(gòu)、試樣稱重與加載系統(tǒng)、溫度控制系統(tǒng)、配氣系統(tǒng)與氣體預處理系統(tǒng)等。再次,實現(xiàn)了數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的硬件設(shè)計,主要包括專用數(shù)據(jù)采集板設(shè)計和溫度信息采集等。然后,完成了基于LabVIEW開發(fā)環(huán)境的上位機應用程序開發(fā),主要包括串口通信測試、氧傳感器校準、實驗前準備及丌始試驗等各個模塊,界面友好且便于操作。最后,對微尺度裂解燃燒量熱儀進行整體設(shè)備調(diào)試,并比較了微尺度裂解燃燒量熱儀測量參數(shù)與其他設(shè)備之間的聯(lián)系。結(jié)果表明,該儀器基本滿足標準要求,并與極限氧指數(shù)儀具有較好的相關(guān)性。
【關(guān)鍵詞】：火災 可燃性 裂解燃燒 量熱儀 氧氣濃度 LabVIEW
【學位授予單位】：東南大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2015
【分類號】：TH81
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-9
• 第一章 緒論9-14
• 1.1 課題研究的背景與意義9-11
• 1.2 國內(nèi)外研究的歷史和現(xiàn)狀11-13
• 1.3 課題研究的主要內(nèi)容13
• 1.4 本章小結(jié)13-14
• 第二章 微尺度裂解燃燒量熱儀的原理和方法14-18
• 2.1 裂解燃燒原理14
• 2.2 微裂解燃燒試驗方法測試參數(shù)的理論模型14-17
• 2.3 微尺度裂解燃燒量熱儀操作方法17
• 2.4 本章小結(jié)17-18
• 第三章 微尺度量熱儀總體設(shè)計18-27
• 3.1 反應爐設(shè)計18-21
• 3.1.1 反應爐加熱材料19
• 3.1.2 電阻絲材料19
• 3.1.3 保溫材料19-20
• 3.1.4 反應爐體尺寸設(shè)計20-21
• 3.1.5 電阻絲功率計算21
• 3.2 試樣稱重與加載系統(tǒng)21-22
• 3.2.1 高精密微量電子天平21
• 3.2.2 樣品加載系統(tǒng)21-22
• 3.3 溫度控制系統(tǒng)22-23
• 3.3.1 測溫傳感器22
• 3.3.2 溫度控制算法22
• 3.3.3 溫度控制器選擇22-23
• 3.4 配氣系統(tǒng)23-25
• 3.4.1 氣源選擇23
• 3.4.2 質(zhì)量流量控制器選擇23-25
• 3.4.3 微量氣體質(zhì)量流量傳感器25
• 3.5 氣體預處理系統(tǒng)25
• 3.6 本章小結(jié)25-27
• 第四章 數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的硬件設(shè)計27-38
• 4.1 專用數(shù)據(jù)采集板27-34
• 4.1.1 總體硬件架構(gòu)設(shè)計27-28
• 4.1.2 采集板主控制單元28-29
• 4.1.3 采集板電源與轉(zhuǎn)換基準源模塊29-31
• 4.1.4 模擬量輸入與轉(zhuǎn)換(A/D)模塊31-33
• 4.1.5 數(shù)模轉(zhuǎn)換與輸出(D/A)模塊33
• 4.1.6 RS-485通信模塊33-34
• 4.2 相關(guān)傳感器選擇設(shè)計34-36
• 4.2.1 N_2、O_2流量傳感器34
• 4.2.2 混合氣體流量傳感器34
• 4.2.3 氧傳感器選擇34-36
• 4.3 裂解室溫度測量36-37
• 4.3.1 AIBus通信協(xié)議36-37
• 4.3.2 AIBus通信指令編寫37
• 4.4 本章小結(jié)37-38
• 第五章 微尺度裂解燃燒量熱儀的軟件設(shè)計38-48
• 5.1 虛擬儀器38-39
• 5.1.1 虛擬儀器的概念38
• 5.1.2 虛擬儀器的結(jié)構(gòu)38
• 5.1.3 虛擬儀器的硬件38-39
• 5.1.4 虛擬儀器的軟件39
• 5.1.5 虛擬儀器的特點及優(yōu)勢39
• 5.2 LabVIEW 2011軟件平臺39-40
• 5.2.1 LabVIEW概念39-40
• 5.2.2 LabVIEW的功能與特點40
• 5.3 數(shù)據(jù)處理與控制系統(tǒng)軟件設(shè)計40
• 5.3.1 總體框架40
• 5.3.2 LabVIEW程序邏輯設(shè)計40
• 5.4 LabVIEW程序功能模塊設(shè)計40-47
• 5.4.1 串口通信檢測模塊40
• 5.4.2 氧傳感器校準模塊40-42
• 5.4.3 實驗準備模塊42-43
• 5.4.4 實驗開始模塊43-47
• 5.5 本章小結(jié)47-48
• 第六章 微尺度裂解燃燒量熱儀測試48-54
• 6.1 反應爐升溫實驗48-49
• 6.1.1 裂解室升溫測試48-49
• 6.1.2 燃燒室恒溫測試49
• 6.2 配氣測試49-50
• 6.3 系統(tǒng)氣密性測試50
• 6.4 樣品測試50-51
• 6.5 設(shè)備重復性測試51-52
• 6.6 儀器測量精度測試與分析52-53
• 6.6.1 標準試樣測試52
• 6.6.2 測試結(jié)果分析52-53
• 6.7 本章小結(jié)53-54
• 第七章 總結(jié)與展望54-55
• 7.1 總結(jié)54
• 7.2 展望54-55
• 致謝55-56
• 參考文獻56-59
• 附錄59-60

【相似文獻】

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