基于微流控芯片红外吸收的润滑油含水量检测

发布时间：2017-07-05 11:06

  本文关键词：基于微流控芯片红外吸收的润滑油含水量检测

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【摘要】：润滑油在机械设备中被广泛应用,是机械设备的良好润滑剂。水分是润滑油系统中最大的污染物之一,水分含量过高将对机械设备产生重大影响,造成巨大的危害。因此,为确保机械设备安全稳定的运行,对润滑油进行不定期的检测是十分重要的。 本论文通过对目前润滑油水分检测方法的分析和研究,针对目前检测方法中存在的问题,提出了一种基于微流控芯片红外吸收的润滑油含水量检测方法,并设计了检测系统,在实验室条件下,实现了对润滑油含水量的检测。 主要完成的工作如下： (1)提出了一种基于微流控芯片红外吸收的润滑油含水量检测方法,其基本原理是红外光在经过微流控油液检测芯片后被其中的待测液吸收一部分,通过检测透射光强度,推算出润滑油的含水量。 (2)设计了基于上述方法的检测系统,该检测系统主要包括微流控油液检测芯片、光路系统、电路系统及系统软件四部分。其中电路系统包括：系统电源模块、光源驱动调制电路、信号放大电路、带通滤波电路、峰值检测电路、外置AD电路等。系统软件部分,采用Qt环境编写软件并将程序移植到具有Linux操作系统的ARM开发板上来实现水浓度检测的功能,主要包括：红外光源调制程序、数据采集、数据处理、浓度标定、显示等。 (3)对润滑油含水量检测系统进行了一系列实验验证,结合实验数据给出了拟合曲线及误差分析,并完成对润滑油含水量检测装置的浓度标定,实现对水浓度的直接读取。本论文所设计的基于微流控芯片红外吸收的润滑油含水量检测系统,其检测灵敏度为500ppm,能够满足实际检测需求。
【关键词】：微流控芯片 红外吸收 润滑油 含水量检测
【学位授予单位】：大连海事大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2014
【分类号】：TH117.22;TP274
【目录】：

• 摘要5-6
• ABSTRACT6-10
• 第1章 绪论10-22
• 1.1 研究背景和意义10-13
• 1.2 国内外研究现状及发展趋势13-20
• 1.2.1 国内外润滑油含水量检测的现状13-15
• 1.2.2 常用润滑油含水量检测方法15-19
• 1.2.3 润滑油含水量检测技术的发展趋势19-20
• 1.3 本文主要研究内容及论文的结构20-22
• 1.3.1 研究的主要内容21
• 1.3.2 论文的结构21-22
• 第2章 基于微流控芯片的润滑油含水量检测原理22-31
• 2.1 润滑油含水量检测的基本理论22-24
• 2.1.1 水在油中的存在形式22-23
• 2.1.2 油中含水量的表示方法23
• 2.1.3 润滑油国际检测标准23-24
• 2.2 微流控芯片技术24-25
• 2.3 红外吸收原理25-29
• 2.3.1 比尔-朗伯定律(Beer-Lambert law)25-26
• 2.3.2 红外光谱吸收的检测原理26-29
• 2.4 本章小结29-31
• 第3章 润滑油含水量检测系统的设计31-62
• 3.1 检测系统的总体设计31-32
• 3.2 光路系统的设计32-38
• 3.2.1 红外光源的选择32-35
• 3.2.2 红外探测器的选择35-38
• 3.3 微流控油液检测芯片的设计38-42
• 3.3.1 微流控油液检测芯片的特点38
• 3.3.2 芯片材料的选择38-40
• 3.3.3 微流控油液检测芯片的加工40-41
• 3.3.4 微流控油液检测芯片的优势41-42
• 3.4 电路系统的设计42-52
• 3.4.1 系统电源模块42-44
• 3.4.2 光源调制驱动电路44-45
• 3.4.3 信号放大电路45-47
• 3.4.4 带通滤波电路47-48
• 3.4.5 峰值检测电路48-50
• 3.4.6 外置AD电路50-52
• 3.5 系统软件设计52-58
• 3.5.1 系统整体软件设计52-53
• 3.5.2 光源调制程序设计53-54
• 3.5.3 信号显示及数据处理54-58
• 3.6 检测系统的结构设计58-60
• 3.7 本章小结60-62
• 第4章 实验研究与分析62-71
• 4.1 油样的配制62-63
• 4.2 微流控油液检测芯片高度的确定63-64
• 4.3 不同含水量油样的检测实验64-68
• 4.4 系统参数分析68-69
• 4.5 系统检测结果的不确定度分析69
• 4.6 本章小结69-71
• 第5章 结论与展望71-73
• 5.1 结论71-72
• 5.2 展望72-73
• 参考文献73-76
• 致谢76-77
• 作者简介77

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本文编号：521679