冷镜式路面温室气体露点检测系统

发布时间：2017-08-26 01:48

  本文关键词：冷镜式路面温室气体露点检测系统

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【摘要】：路面湿度作为路面质量评价中必须严格控制的重要指标,直接影响着路面的强度和刚度。因此在路面建设和维护中,路面湿度检测对于公路的发展建设具有重要意义。为了克服传统路面湿度检测操作步骤复杂、一次试验周期较长、不能及时纠正施工过程中出现的问题等缺陷,本文设计了冷镜式路面温室气体露点检测系统。通过调研国内外冷镜式露点检测系统的优缺点,结合路面湿度测量技术,完成了冷镜式路面温室气体露点检测系统的设计。本文首先对冷镜式露点检测基本原理以及测量过程中可能存在问题进行分析,确定了在路面复杂环境中气体露点的检测方法,提出了冷镜式路面温室气体露点检测系统的总体设计和封装方法。其次,完成了露点检测系统的硬件设计,包括核心控制模块,微控制器外围电路、液晶屏接口电路以及串口通信电路的设计;温度采集模块,铂电阻测温电路和模数转换电路的设计;光电检测模块,光源、冷镜和光敏传感器的选型设计;半导体制冷模块,三级制冷堆、控制电路和散热系统的设计。并且完成了露点检测系统的软件设计,包括微控制器的控制和采集程序,主要为模数采样子程序、串口通信子程序、液晶屏驱动子程序和PWM输出子程序;在Lab VIEW环境下完成了检测软件开发,包括串口通信模块、动态显示模块、数据处理模块、数据库管理模块,软件能够满足露点测量的需求。最后,通过实验测试,结果表明本文设计的冷镜式路面温室气体露点检测系统能够满足路面温室气体露点检测的需求,验证了系统的可靠性和准确性。
【关键词】：路面 温室气体 露点 冷镜式 LabVIEW
【学位授予单位】：长安大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：U416.2;TP274
【目录】：

• 摘要4-5
• Abstract5-8
• 第一章 绪论8-14
• 1.1 项目的研究背景及意义8-9
• 1.2 国内外研究现状及存在问题9-11
• 1.3 主要研究内容11-12
• 1.4 论文组织结构12-14
• 第二章 冷镜式路面温室气体露点检测系统总体设计14-21
• 2.1 露点概述14-15
• 2.1.1 露点和结露的定义14
• 2.1.2 气体露点检测的基本原理14-15
• 2.2 冷镜式路面温室气体露点检测系统总体结构设计15-16
• 2.3 冷镜式路面温室气体露点系统检测流程设计16-18
• 2.4 冷镜式路面温室气体露点检测系统测量室设计18-20
• 2.5 本章小结20-21
• 第三章 冷镜式路面温室气体露点检测系统硬件设计21-42
• 3.1 冷镜式路面温室气体露点检测系统硬件总体结构21
• 3.2 气体露点检测系统核心控制模块21-27
• 3.2.1 微控制器21-23
• 3.2.2 液晶屏驱动电路23-25
• 3.2.3 通用串行接口25-26
• 3.2.4 数字I/O26-27
• 3.3 气体露点检测系统温度采集模块27-33
• 3.3.1 温度传感器27-29
• 3.3.2 温度采样电路29-30
• 3.3.3 模数转换器30-33
• 3.4 气体露点检测系统光电检测模块33-37
• 3.4.1 光源34
• 3.4.2 铑合金镜面34-35
• 3.4.3 光敏传感器35-37
• 3.5 气体露点检测系统半导体制冷模块37-41
• 3.5.1 三级制冷堆37-39
• 3.5.2 功率控制电路39-40
• 3.5.3 散热装置40-41
• 3.6 本章小结41-42
• 第四章 冷镜式路面温室气体露点检测系统软件设计42-61
• 4.1 冷镜式路面温室气体露点检测系统软件总体设计42
• 4.2 气体露点检测系统微控制器程序设计42-49
• 4.2.1 微控制器集成开发环境42-44
• 4.2.2 模数采样子程序44-45
• 4.2.3 串口通信子程序45-46
• 4.2.4 液晶驱动子程序46-47
• 4.2.5 PWM输出子程序47-49
• 4.3 气体露点检测系统软件系统设计49-60
• 4.3.1 气体露点检测软件系统功能设计49-50
• 4.3.2 露点检测系统模块实现50-56
• 4.3.3 采样数据滤波算法设计与实现56-60
• 4.4 本章小结60-61
• 第五章 冷镜式路面温室气体露点检测系统的校准和测试61-70
• 5.1 气体露点检测中常见问题61-63
• 5.1.1 露点测量中镜面污染的问题61
• 5.1.2 降温速度和气体流速对露点测量的影响61-62
• 5.1.3 气体露点测量条件的选择62-63
• 5.2 气体露点检测系统的校准63-64
• 5.3 路面温室气体露点实验检测64-69
• 5.3.1 气体露点实验检测前准备工作64-65
• 5.3.2 气体露点重复性实验检测65-66
• 5.3.3 气体露点稳定性实验检测66-68
• 5.3.4 气体露点系统实验检测结果分析68-69
• 5.4 本章小节69-70
• 总结与展望70-73
• 总结70
• 创新点70-71
• 展望71-73
• 参考文献73-76
• 攻读学位期间取得的研究成果76-77
• 致谢77

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本文编号：738933