基于DSP的折光法及微波法总糖含量检测系统研究

发布时间：2017-08-01 12:14

  本文关键词：基于DSP的折光法及微波法总糖含量检测系统研究

  更多相关文章： 金霉素发酵罐 总糖含量检测 折光法 微波法 TMS320F2812 DC-DC降压电路

【摘要】：生物发酵产业在国民经济生产中占有重要的位置,总糖作为生物发酵中的重要营养物质之一,对微生物的生长有重大影响。目前在金霉素发酵过程中,发酵罐总糖含量的在线检测不易实现。因此,开展金霉素发酵过程中总糖含量的自动检测方法研究,实现发酵罐总糖含量的自动检测与控制具有重要的理论意义和实用价值。本论文设计了以数字信号处理器TMS320F2812为核心的总糖自动检测系统,分析了发酵液的自动采样、过滤、总糖含量检测及控制器与上位机之间的通信功能,基于折光法和微波法研究了对发酵液中总糖含量的检测方法。在检测系统的外围电路中,设计了DC-DC降压电路的半桥拓扑结构,减少了变压器上的能量损失,提高了转换效率,DSP可实现其双极同步整流功能。驱动电路采用PCB设计,使元器件集成化,减小了检测装置的体积。检测系统中的软件采用模块化设计方法,便于修改功能扩展。分析了温度对总糖含量测量精度的影响,并对检测误差进行了修正。本论文研究的基于DSP的折光法及微波法总糖含量自动检测系统,为实现金霉素发酵罐总糖含量的自动检测奠定了基础。实验结果表明,基于微波法的金霉素总糖含量检测结果不稳定,受外界影响因素多。基于折光法的金霉素总糖含量自动检测结果的精度较高,稳定性较好,能满足生产过程的需求。
【关键词】：金霉素发酵罐 总糖含量检测 折光法 微波法 TMS320F2812 DC-DC降压电路
【学位授予单位】：北京理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TQ920;TP274
【目录】：

• 摘要5-6
• Abstract6-11
• 第1章 绪论11-20
• 1.1 课题研究背景及意义11-13
• 1.1.1 发酵工程11
• 1.1.2 金霉素发酵工艺11-12
• 1.1.3 课题研究意义12-13
• 1.2 国内外研究现状及发展趋势13-17
• 1.2.1 总糖的化学检测法13-15
• 1.2.2 总糖的工业检测法15-16
• 1.2.3 总糖检测法现状及发展趋势概述16-17
• 1.3 研究内容及论文章节安排17-20
• 第2章 发酵液总糖含量的测量原理20-26
• 2.1 微波测糖理论20-22
• 2.1.1 微波及其应用20
• 2.1.2 微波测糖原理20-22
• 2.2 折光测糖理论22-25
• 2.2.1 折光测糖原理22-23
• 2.2.2 便携式折射计23-25
• 2.3 本章小结25-26
• 第3章 基于DSP的总糖含量检测系统设计26-38
• 3.1 主控芯片及控制模块26-30
• 3.1.1 主控芯片TMS320F2812及控制板SEED-DEC281226-29
• 3.1.2 测糖系统控制模块29-30
• 3.2 基于微波法的总糖含量检测系统30-35
• 3.2.1 微波发生器30-32
• 3.2.2 微波天线与检波器32-34
• 3.2.3 微波法测糖硬件设计34-35
• 3.3 基于折光法的总糖含量检测系统35-37
• 3.3.1 折光传感器35-36
• 3.3.2 折光法测糖硬件设计36-37
• 3.4 本章小结37-38
• 第4章 总糖含量自动检测系统软件设计38-47
• 4.1 自动过滤和清洗操作软件设计38-39
• 4.2 总糖检测过程软件设计39-42
• 4.2.1 微波法总糖检测软件设计39-40
• 4.2.2 折光法总糖检测软件设计40-42
• 4.3 串口通信软件设计42-43
• 4.4 电压转换过程软件设计43-46
• 4.5 本章小结46-47
• 第5章 外围电路设计47-58
• 5.1 电源电路设计47-52
• 5.1.1 AC-DC电压转换电路设计47-49
• 5.1.2 DC-DC电压转换电路设计49-51
• 5.1.3 电压转换芯片51-52
• 5.2 继电器驱动及开关电路设计52-53
• 5.2.1 继电器驱动电路设计52-53
• 5.2.2 开关电路设计53
• 5.3 电路板PCB设计53-57
• 5.3.1 开发软件Protel DXP54
• 5.3.2 电路原理图设计54-55
• 5.3.3 原理图导出PCB55-57
• 5.4 本章小结57-58
• 第6章 总糖含量测量结果与分析58-68
• 6.1 误差补偿方法58-59
• 6.2 总糖测量结果与分析59-67
• 6.2.1 确定微波测量时的微波频率59-61
• 6.2.2 微波法总糖测量结果61-64
• 6.2.3 折光法总糖测量结果与分析64-66
• 6.2.4 两种测量方法测量结果对比分析66-67
• 6.3 本章小结67-68
• 第7章 研究工作总结与展望68-71
• 7.1 研究工作总结68-70
• 7.2 研究工作展望70-71
• 参考文献71-74
• 攻读学位期间参与科研项目与发表文章74-75
• 致谢75

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