旋转式数字粘度计的研究与设计

发布时间：2017-10-19 17:44

  本文关键词：旋转式数字粘度计的研究与设计

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【摘要】：检测液体的物理性质和技术指标的重要标准之一就是液体的粘度是否达标,对于液体粘度的测量在许多的行业和课题研究以及科学的发展都有十分重要的意义。粘度的测量在石油化工、冶金、医药、食品等行业中都有重要的意义。在石油化工行业中,石油经过加工处理产出的汽油、柴油、机油等产品油的质量对于现在的工业发展有重要的影响,要检测这些油的质量,最简单的方法就是检测它的粘度,对于成品油粘度的准确测量可以提高其质量和产量;在制药工业中,测量液体粘度可以区别或检查某些药品的复杂程度;对于液体粘度测量的准确性对企业的利益有很大的影响,因此开发能够准确测量液体粘度的粘度计具有很高的现实意义。测量液体的粘度有多种方法,其中双圆筒旋转式粘度计因其测量周期短、精确度高、测量范围广而被广泛应用。本次设计运用了TRIZ理论中的方法,通过TRIZ理论中的方法,比如阿奇舒勒矛盾矩阵、物-场模型、发明原理中的部分原理、发明问题的标准解法、九屏幕图、最终理想解等TRIZ方法,通过运用TRIZ中的这些方法选择了一种常用的粘度计——双圆筒旋转粘度计作为研究和设计对象,根据旋转法的基本原理,进一步分析该系统的测量原理,分析改进方法,推导相关公式,找出系统测量的关键切入点,再以单片机AT89S52为核心,根据功率和转矩的对应关系,采用A/D转换采集不同情况下液体对转筒阻力消耗的功率,折算成粘度,并配合显示部分和各种执行部分搭建硬件平台,并配合软件程序,设计了一种改进型双圆筒旋转粘度计。该系统由温度的采集与控制、直流电机转速的测量与控制,装置的自动升降控制,主电机电压的采集与电流换算,液体粘度的计算,LCD液晶显示等几部分组成。本设计的系统功能比较完备,集各种数据采集与自动控制与一体,简化了传统粘度计繁琐的操作过程,具有自动化程度高、性能可靠、操作简单、易于调试等特点。
【关键词】：粘度 旋转法 转矩 单片机
【学位授予单位】：东北石油大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TH836
【目录】：

• 摘要4-5
• ABSTRACT5-8
• 第一章 绪论8-13
• 1.1 引言8-10
• 1.2 课题研究的意义10
• 1.3 国内外研究进展10-11
• 1.3.1 国外发展11
• 1.3.2 国内发展11
• 1.4 本文研究的主要工作11-13
• 第二章 粘度及其测量方法13-20
• 2.1 粘度概念13-15
• 2.1.1 牛顿粘性定律13-14
• 2.1.2 粘度的定义14
• 2.1.3 影响粘度的因素14-15
• 2.2 毛细血管法测粘度15-16
• 2.2.1 原理15-16
• 2.2.2 缺点16
• 2.3 旋转法测粘度16-18
• 2.3.1 分类16-17
• 2.3.2 原理17-18
• 2.4 落体法测粘度18
• 2.5 粘度杯法测粘度18-19
• 2.6 振动法测粘度19
• 2.7 本章小结19-20
• 第三章 TRIZ理论分析与系统的总体设计20-32
• 3.1 TRIZ分析过程20-25
• 3.1.1 功能分析20
• 3.1.2 九屏幕图20-21
• 3.1.3 生命曲线21-22
• 3.1.4 资源分析22-23
• 3.1.5 因果分析23-24
• 3.1.6 物场分析24-25
• 3.1.7 物理矛盾25
• 3.2 系统的设计原理25-29
• 3.2.1 传统的双圆筒旋转式粘度计原理25-28
• 3.2.2 改进的双圆筒旋转式粘度计原理28-29
• 3.2.3 负载功率测量思想29
• 3.3 系统的总体设计思想29-31
• 3.4 本章小结31-32
• 第四章 系统硬件部分设计32-48
• 4.1 核心控制单元的选择32-33
• 4.2 数据预处理部分33-34
• 4.3 温度的检测与控制34-35
• 4.3.1 温度的检测34-35
• 4.3.2 温度控制35
• 4.4 主电机转速的检测与控制35-39
• 4.4.1 主电机转速的检测35-37
• 4.4.2 主电机转速控制37-39
• 4.5 主电机功率测量39-43
• 4.6 装置升降控制43-44
• 4.7 双单片机通信设计44-47
• 4.8 本章小结47-48
• 第五章 软件部分设计48-52
• 5.1 Proteus简介48-49
• 5.2 Keil简介49
• 5.3 单片机C语言的主要特点49-50
• 5.4 主要程序50-51
• 5.5 本章小结51-52
• 第六章 系统调试52-55
• 6.1 硬件测试52
• 6.2 软件测试52-54
• 6.3 本章小结54-55
• 结论55-56
• 参考文献56-59
• 致谢59-60
• 附录A 系统总体硬件实物图60-61
• 附录B 系统总体Proteus仿真图61-62
• 附录C 单片机主要程序62-65

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本文编号：1062453