高温熔体粘度测量系统设计与实现

发布时间：2023-02-20 20:00

　　粘度是液体流动时内摩擦力的量度,是表征液体物理性质的重要参数。随着人们对粘度测量认识的逐渐加深,流体(尤其是低温流体)测量领域的发展日趋成熟,各种全自动、高精度的测量设备已投入市场。但在高温熔体领域,由于金属熔体熔点高、粘度小、活性强等特点,使得粘度的测量面临着很大的挑战,发展也较为缓慢。目前,市面上的产品大多依赖国外进口,价格较为昂贵,国内虽然也有相关产品出现,但由于采用的测量方法各种各样,不同方法测得的粘度值偏差较大,无法满足工业生产及科学实验的基本需求。因此,本课题经过充分调研,选择国际公认的Shvidkovskiy粘度算法,研制一套高精度、高可靠性的高温熔体粘度测量系统。本文设计的高温熔体粘度测量装置能实现样品熔点至1800K范围内粘度的测量,及样品粘度与温度关系的研究。该装置主要涉及到测量方法的选择、下位机控制系统以及上位机操作软件的设计与实现三个部分。首先,综述了当前国内外粘度测量的方法、原理及其适用环境,选取适用于高温熔体粘度测量且公认度较高的振荡杯法为基本测量方法,该方法通过测量振荡系统的振荡周期及对数衰减率来计算液体的粘度。论文针对振荡杯法求解粘度的两种算法,Shvi...

【文章页数】：75 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
第一章 绪论
    1.1 引言
    1.2 粘度概述
        1.2.1 粘度的基本概念
        1.2.2 粘度与温度的关系
    1.3 粘度测量的国内外现状
    1.4 本课题研究的目的及意义
    1.5 本课题的主要研究内容
第二章 粘度仪的测量原理与结构设计
    2.1 测量原理:振荡杯的运动分析
    2.2 Shvidkovskiy粘度算法
    2.3 粘度仪结构设计
        2.3.1 粘度仪的总体结构设计
        2.3.2 振荡子系统设计
        2.3.3 真空子系统设计
        2.3.4 加热子系统设计
        2.3.5 激光脉冲检测子系统设计
    2.4 本章小结
第三章 粘度仪下位机系统的设计与实现
    3.1 下位机硬件结构的设计与实现
        3.1.1 主控芯片
        3.1.2 振荡控制模块
        3.1.3 激光脉冲测量模块
        3.1.4 时间显示模块
        3.1.5 串口通信模块
    3.2 下位机程序的设计与实现
        3.2.1 Keil开发环境
        3.2.2 下位机程序结构设计
        3.2.3 下位机功能流程设计
    3.3 本章小结
第四章 粘度仪上位机软件系统的设计与实现
    4.1 LabVIEW简介
        4.1.1 LabVIEW开发环境的组成
        4.1.2 LabVIEW的操作选板
    4.2 上位机软件系统设计与实现
        4.2.1 上位机软件总体设计
        4.2.2 实验参数设置模块
        4.2.3 串口通信模块
        4.2.4 电机控制模块
        4.2.5 时间数据采集模块
        4.2.6 粘度计算模块
        4.2.7 温度-粘度曲线生成模块
    4.3 本章小结
第五章 粘度测量系统的实验结果及性能分析
    5.1 空杯测试实验
    5.2 水粘度测量实验
    5.3 纯铝粘度测量实验
    5.4 不确定性分析
    5.5 本章小结
第六章 结论与展望
    6.1 总结
    6.2 展望
参考文献
致谢
攻读学位期间发表的学术论文目录
学位论文评阅及答辩情况表



本文编号：3747222