本文選題：粉體堆積密度 + 電容傳感器��； 參考：《江蘇大學(xué)》2017年碩士論文

【摘要】：在化工、食品加工、粉末冶金與農(nóng)用物料等工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中,螺旋加料機(jī)被廣泛地應(yīng)用于粉體的定量配料或包裝。在加料過(guò)程中,螺旋輸送管道內(nèi)粉體堆積密度隨工作條件環(huán)境變化而變化。及時(shí)獲得螺旋加料機(jī)輸送管內(nèi)粉體堆積密度,對(duì)動(dòng)態(tài)調(diào)節(jié)螺旋加料轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)角,提高定量加料的準(zhǔn)確性和定量加料效率,具有非常重要的價(jià)值和意義。依據(jù)螺旋加料裝置實(shí)際結(jié)構(gòu),本文提出采用基于電容法的螺旋加料輸送管內(nèi)粉體堆積密度檢測(cè)方法,研究其檢測(cè)系統(tǒng),主要研究?jī)?nèi)容和結(jié)果如下:首先,設(shè)計(jì)了粉體堆積密度電容傳感器;分析了粉體堆積密度檢測(cè)機(jī)理,推導(dǎo)出粉體堆積密度與傳感器輸出電容值之間數(shù)學(xué)關(guān)系,分析了粉體堆積密度影響因素;其次,利用有限元法建立傳感器的仿真模型,基于COMSOLMultiphysics仿真軟件對(duì)傳感器輸出性能仿真分析,探討了傳感器有無(wú)屏蔽罩、有無(wú)徑向電極、電極極板張角、屏蔽罩半徑、徑向電極嵌入深度、檢測(cè)電極極板厚度和螺旋軸葉片位置等對(duì)傳感器輸出性能的影響,優(yōu)選了傳感器結(jié)構(gòu)參數(shù),為傳感器研制提供了理論基礎(chǔ)。然后,基于MS3110芯片設(shè)計(jì)了粉體堆積密度電容傳感器微弱電容檢測(cè)電路,搭建了以MSP430F149單片機(jī)為核心的粉體堆積密度檢測(cè)系統(tǒng),設(shè)計(jì)了檢測(cè)系統(tǒng)軟件,對(duì)檢測(cè)系統(tǒng)進(jìn)行了整體調(diào)試。微弱電容檢測(cè)的絕對(duì)誤差為±0.0018pF,相對(duì)誤差為±0.36%。最后,以干燥化處理后的小麥粉作為螺旋加料粉體,設(shè)計(jì)了粉體堆積密度檢測(cè)標(biāo)定裝置,開展了粉體堆積密度傳感器的標(biāo)定試驗(yàn)、輸出性能試驗(yàn)以及檢測(cè)性能試驗(yàn),得到:粉體堆積密度電容傳感器輸出電容與堆積密度之間非線性誤差為±2.388%,檢測(cè)靈敏度為3.131,檢測(cè)輸出電容的絕對(duì)誤差為±0.0173pF,相對(duì)誤差為±0.66%;檢測(cè)系統(tǒng)對(duì)粉體堆積密度檢測(cè),檢測(cè)值與實(shí)際值之間的絕對(duì)誤差為±0.0188 g/cm3,相對(duì)誤差為±3.11%。
[Abstract]:In the industrial and agricultural production of chemical industry, food processing, powder metallurgy and agricultural materials, screw feeder is widely used in the quantitative proportioning or packaging of powder. During the feeding process, the powder packing density in the spiral conveying pipeline varies with the working conditions. It is of great value and significance for dynamic adjustment of screw feeding speed and rotation angle to improve the accuracy of quantitative feeding and the efficiency of quantitative feeding to obtain the powder stacking density in the conveying pipe of screw feeder in time. According to the actual structure of the helical feeding device, this paper proposes a method based on capacitance method to detect the density of powder in the spiral feeding pipe, and studies its detection system. The main research contents and results are as follows: first of all, The measurement mechanism of powder packing density is analyzed, the mathematical relationship between powder packing density and the output capacitance of sensor is deduced, and the influencing factors of powder packing density are analyzed. The finite element method is used to establish the simulation model of the sensor. Based on the simulation software COMSOLMultiphysics, the output performance of the sensor is simulated and analyzed. The sensor has a shielding cover, a radial electrode, an electrode plate angle and a shield radius. The influence of the depth of the radial electrode embedding, the thickness of the electrode plate and the position of the helical shaft blade on the output performance of the sensor is investigated. The structural parameters of the sensor are selected, which provides a theoretical basis for the development of the sensor. Then, based on MS3110 chip, the weak capacitance detection circuit of powder stacking density capacitive sensor is designed. A powder stacking density detection system based on MSP430F149 single chip microcomputer is built. The software of the testing system is designed, and the whole test system is debugged. The absolute error of weak capacitance detection is 鹵0.0018 PF, and the relative error is 鹵0.36. Finally, using the dried wheat flour as the screw feeding powder, a calibration device for powder packing density detection is designed, and the calibration test, output performance test and testing performance test of powder packing density sensor are carried out. The results showed that the nonlinear error between the output capacitance and the packing density of the capacitive sensor was 鹵2.388, the detection sensitivity was 3.131, the absolute error of the output capacitance was 鹵0.0173 PF, the relative error was 鹵0.66. The absolute error between the detection value and the actual value is 鹵0.0188 g / cm ~ 3, and the relative error is 鹵3.11%.
【學(xué)位授予單位】：江蘇大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類號(hào)】：TP212

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：2003762