本文關(guān)鍵詞：微尺度量熱儀的研制

  更多相關(guān)文章： 火災(zāi) 可燃性 裂解燃燒 量熱儀 氧氣濃度 LabVIEW

【摘要】：火災(zāi)在各類災(zāi)害中是發(fā)生頻率很高的一種,給人們的生命財(cái)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(píng)估毫克級(jí)樣品可燃性的方法,并依據(jù)標(biāo)準(zhǔn)ASTM D7309-13《微裂解燃燒量熱法測(cè)定法測(cè)定塑料和其它實(shí)心材料燃燒性能的實(shí)驗(yàn)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(bǔ)了國(guó)內(nèi)在微尺度阻燃測(cè)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(cè)量參數(shù)的相關(guān)理論模型,為該儀器的研發(fā)奠定了堅(jiān)實(shí)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(jì),主要包括反應(yīng)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(yù)處理系統(tǒng)等。再次,實(shí)現(xiàn)了數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì),主要包括專用數(shù)據(jù)采集板設(shè)計(jì)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(jī)應(yīng)用程序開發(fā),主要包括串口通信測(cè)試、氧傳感器校準(zhǔn)、實(shí)驗(yàn)前準(zhǔn)備及丌始試驗(yàn)等各個(gè)模塊,界面友好且便于操作。最后,對(duì)微尺度裂解燃燒量熱儀進(jìn)行整體設(shè)備調(diào)試,并比較了微尺度裂解燃燒量熱儀測(cè)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(biāo)準(zhǔn)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(zāi) 可燃性 裂解燃燒 量熱儀 氧氣濃度 LabVIEW
【學(xué)位授予單位】：東南大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號(hào)】：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(guó)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(yàn)方法測(cè)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(jì)18-27
• 3.1 反應(yīng)爐設(shè)計(jì)18-21
• 3.1.1 反應(yīng)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(yīng)爐體尺寸設(shè)計(jì)20-21
• 3.1.5 電阻絲功率計(jì)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(cè)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(yù)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(jì)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(jì)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(zhǔn)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(jì)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(cè)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(jì)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(diǎn)及優(yōu)勢(shì)39
• 5.2 LabVIEW 2011軟件平臺(tái)39-40
• 5.2.1 LabVIEW概念39-40
• 5.2.2 LabVIEW的功能與特點(diǎn)40
• 5.3 數(shù)據(jù)處理與控制系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)40
• 5.3.1 總體框架40
• 5.3.2 LabVIEW程序邏輯設(shè)計(jì)40
• 5.4 LabVIEW程序功能模塊設(shè)計(jì)40-47
• 5.4.1 串口通信檢測(cè)模塊40
• 5.4.2 氧傳感器校準(zhǔn)模塊40-42
• 5.4.3 實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)備模塊42-43
• 5.4.4 實(shí)驗(yàn)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(cè)試48-54
• 6.1 反應(yīng)爐升溫實(shí)驗(yàn)48-49
• 6.1.1 裂解室升溫測(cè)試48-49
• 6.1.2 燃燒室恒溫測(cè)試49
• 6.2 配氣測(cè)試49-50
• 6.3 系統(tǒng)氣密性測(cè)試50
• 6.4 樣品測(cè)試50-51
• 6.5 設(shè)備重復(fù)性測(cè)試51-52
• 6.6 儀器測(cè)量精度測(cè)試與分析52-53
• 6.6.1 標(biāo)準(zhǔn)試樣測(cè)試52
• 6.6.2 測(cè)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(xiàn)56-59
• 附錄59-60

【相似文獻(xiàn)】

中國(guó)期刊全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前10條

1 商福民;董偉;;局域非平衡條件下微尺度超常傳熱特性及研究進(jìn)展[J];長(zhǎng)春工程學(xué)院學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版);2007年03期

2 陳玉鳳;劉堯;王培吉;;微尺度傳熱學(xué)進(jìn)展[J];濟(jì)南大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版);2008年01期

3 陶然,權(quán)曉波,徐建中;微尺度流動(dòng)研究中的幾個(gè)問題[J];工程熱物理學(xué)報(bào);2001年05期

4 何瓊;趙黛青;汪小憨;蔣利橋;楊衛(wèi)斌;;噴管內(nèi)傳遞特性對(duì)微尺度擴(kuò)散火焰的影響[J];燃燒科學(xué)與技術(shù);2009年03期

5 劉冬,彭曉峰,王補(bǔ)宣;微尺度沸騰的團(tuán)聚過程分析與壓力擾動(dòng)模型[J];航空動(dòng)力學(xué)報(bào);2000年01期

6 陳俊杰;王謙;;微尺度催化燃燒的研究進(jìn)展[J];應(yīng)用化工;2008年11期

7 金文;張鴻雁;;微尺度內(nèi)流流場(chǎng)數(shù)值模擬方法及實(shí)驗(yàn)[J];農(nóng)業(yè)機(jī)械學(xué)報(bào);2010年03期

8 唐桂華;王斐斐;畢成;陶文銓;;微尺度電滲混合強(qiáng)化的數(shù)值研究[J];工程熱物理學(xué)報(bào);2010年10期

9 周俊虎;汪洋;楊衛(wèi)娟;劉建忠;王智化;岑可法;;不同外部風(fēng)溫對(duì)微尺度火焰的影響[J];浙江大學(xué)學(xué)報(bào)(工學(xué)版);2011年01期

10 徐紅玉,張?jiān)獩_,宋亞勤,盧秉恒,陳殿云;脈沖激光加熱薄膜微尺度熱傳遞研究進(jìn)展[J];物理學(xué)進(jìn)展;2004年02期

中國(guó)重要會(huì)議論文全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前10條

1 李喜德;;微尺度實(shí)驗(yàn)力學(xué)檢測(cè)技術(shù)和方法研究[A];中國(guó)力學(xué)學(xué)會(huì)學(xué)術(shù)大會(huì)'2005論文摘要集（上）[C];2005年

2 魏悅廣;;微尺度力學(xué)與有限元方法[A];現(xiàn)代數(shù)學(xué)和力學(xué)(MMM-XI)：第十一屆全國(guó)現(xiàn)代數(shù)學(xué)和力學(xué)學(xué)術(shù)會(huì)議論文集[C];2009年

3 楊燕;李喜德;;基于光學(xué)探針平臺(tái)的微尺度檢測(cè)技術(shù)和方法研究[A];中國(guó)力學(xué)學(xué)會(huì)學(xué)術(shù)大會(huì)'2005論文摘要集（上）[C];2005年

4 黃正興;唐禎安;張紅霞;沈玉秀;王庭峰;;微尺度熱傳導(dǎo)現(xiàn)象及其研究狀況[A];第二屆全國(guó)傳遞過程學(xué)術(shù)研討會(huì)論文集[C];2003年

5 李振環(huán);;微尺度下材料的損傷機(jī)制及模型研究[A];中國(guó)力學(xué)學(xué)會(huì)學(xué)術(shù)大會(huì)'2005論文摘要集（上）[C];2005年

6 馮蕾蕾;高原文;;考慮界面熱阻效應(yīng)的夾雜復(fù)合材料的微尺度熱傳導(dǎo)[A];現(xiàn)代數(shù)學(xué)和力學(xué)(MMM-XI)：第十一屆全國(guó)現(xiàn)代數(shù)學(xué)和力學(xué)學(xué)術(shù)會(huì)議論文集[C];2009年

7 張福元;張杰;王巖峰;行飛;;海面局部圖像微尺度波譜計(jì)算方法[A];第十四屆全國(guó)遙感技術(shù)學(xué)術(shù)交流會(huì)論文摘要集[C];2003年

8 尤學(xué)一;鄭湘君;李丹;;微尺度間距平行平板間的流動(dòng)穩(wěn)定性問題[A];中國(guó)微米、納米技術(shù)第七屆學(xué)術(shù)會(huì)年會(huì)論文集（一）[C];2005年

9 駱廣生;陳桂光;徐建鴻;汪家鼎;;微尺度混合—顆粒材料制備的新技術(shù)[A];2003年中國(guó)納微粉體制備與技術(shù)應(yīng)用研討會(huì)論文集[C];2003年

10 舒思齊;魏悅廣;;智能微尺度力學(xué)的研究[A];北京力學(xué)學(xué)會(huì)第12屆學(xué)術(shù)年會(huì)論文摘要集[C];2006年

中國(guó)重要報(bào)紙全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前7條

1 本報(bào)記者 李陳續(xù) 通訊員 劉愛華;成才沃土如何形成[N];光明日?qǐng)?bào);2014年

2 ;合肥微尺度物質(zhì)科學(xué)國(guó)家實(shí)驗(yàn)室將成立[N];中國(guó)高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)導(dǎo)報(bào);2004年

3 通訊員 蔣家平;微尺度國(guó)家實(shí)驗(yàn)室何以成為“創(chuàng)新熔爐”[N];中國(guó)教育報(bào);2010年

4 記者　薛冬、齊芳　通訊員　胡勝友;微尺度物質(zhì)科學(xué)國(guó)家實(shí)驗(yàn)室籌建進(jìn)入實(shí)質(zhì)階段[N];光明日?qǐng)?bào);2003年

5 陳敬農(nóng) 通訊員 胡勝友;中科大打造微尺度物質(zhì)科學(xué)實(shí)驗(yàn)室[N];科技日?qǐng)?bào);2004年

6 記者　李陳續(xù)　通訊員　胡勝友、王曉平;合肥微尺度物質(zhì)科學(xué)國(guó)家實(shí)驗(yàn)室建設(shè)計(jì)劃通過專家論證[N];光明日?qǐng)?bào);2004年

7 本報(bào)記者 楊晨光;中科大交叉培養(yǎng)少年班大學(xué)生[N];中國(guó)教育報(bào);2011年

中國(guó)博士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前10條

1 劉飛飛;基于晶格玻爾茲曼方法的微尺度流動(dòng)理論研究[D];山東大學(xué);2015年

2 付婷;金屬表面微/納結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)制造及傳質(zhì)傳熱性能研究[D];華南理工大學(xué);2015年

3 溫雪龍;微尺度磨削機(jī)理及相關(guān)基礎(chǔ)問題的研究[D];東北大學(xué);2014年

4 余曉美;非線性對(duì)流擴(kuò)散系統(tǒng)和微尺度流動(dòng)的介觀數(shù)值模型[D];華中科技大學(xué);2012年

5 張先鋒;微尺度流動(dòng)及強(qiáng)化混合技術(shù)的研究[D];中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué);2007年

6 尹莉;微尺度下結(jié)構(gòu)的靜動(dòng)力學(xué)行為研究[D];華中科技大學(xué);2010年

7 布文峰;表面下微尺度熱結(jié)構(gòu)測(cè)量方法研究[D];中國(guó)科學(xué)院研究生院（工程熱物理研究所）;2007年

8 祁志國(guó);微尺度氣體流動(dòng)與傳熱的直接Monte Carlo方法模擬[D];中國(guó)科學(xué)院研究生院（工程熱物理研究所）;2007年

9 徐潔;微尺度器件及旋轉(zhuǎn)干氣密封微間隙內(nèi)流體流動(dòng)問題的研究[D];上海交通大學(xué);2007年

10 劉杰;激光微尺度彎曲工藝數(shù)值模擬及其實(shí)驗(yàn)研究[D];山東大學(xué);2008年

中國(guó)碩士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前10條

1 胡可可;微尺度量熱儀的研制[D];東南大學(xué);2015年

2 崔萬新;微尺度熱分析關(guān)鍵技術(shù)研究[D];西安電子科技大學(xué);2007年

3 韓怡f ;靜止流場(chǎng)環(huán)境中微尺度物體的輸運(yùn)機(jī)理研究[D];中國(guó)海洋大學(xué);2014年

4 劉艷艷;微尺度及宏尺度流場(chǎng)的數(shù)值研究及結(jié)構(gòu)改進(jìn)[D];大連理工大學(xué);2009年

5 丁維;微尺度磨削加工工藝研究[D];東北大學(xué);2011年

6 侯永發(fā);微尺度流動(dòng)與傳熱特性分析及層板發(fā)汗單元溫度場(chǎng)的計(jì)算[D];國(guó)防科學(xué)技術(shù)大學(xué);2011年

7 彭程;微尺度氣體流動(dòng)的離散速度模型研究[D];中國(guó)科學(xué)院研究生院（工程熱物理研究所）;2013年

8 馮萍;基于分子運(yùn)動(dòng)模擬的二維微尺度流動(dòng)數(shù)值計(jì)算研究[D];南京航空航天大學(xué);2006年

9 譚寧;界面微尺度熱現(xiàn)象的分子動(dòng)力學(xué)模擬[D];重慶大學(xué);2003年

10 張青;氧化銅選擇性吸收涂層的制備及在微尺度通道太陽能集熱器上的應(yīng)用[D];華南理工大學(xué);2015年

，

本文編號(hào)：953295