阻抗式烧结混合料水分仪研究

发布时间：2024-05-17 15:33

　　在钢铁工业的烧结生产过程中,烧结混合料含水量影响料层的透气性、造球效果和助燃等,进而影响烧结矿的产量与质量。水分测量作为烧结混合料自动控制的基础环节,水分测量精度会直接影响其控制精度。本课题以天津钢铁集团有限公司第二烧结区的烧结混合料为研究对象,采用阻抗式水分仪来研究烧结混合料水分的实时测量。首先,论文对水分仪系统的硬件电路进行设计,并完善了系统的软件功能。硬件电路主要有：电源电路、AD5933测量电路、4-20mA电路、键盘电路、显示电路、Micro SD卡电路、通信电路等。软件功能的实现：下位机软件采用C语言编写,并将混合料的阻抗值、温度及水分值实时存储在Micro SD卡中；用LabVIEW编写水分仪的上位机软件,实时显示混合料的阻抗值、温度及水分值。其次,课题选择专用传感器来完成烧结混合料水分值的实时测量,且运行维护周期长达半年以上。再次,针对钢厂烧结混合料,确定了激励信号的最佳激励频率。论文中采用不同频率点分别测量218Ω-2kΩ电阻,分析不同频率测量点的最大绝对误差、最大相对误差和最大均方差；同时,用不同频率激励信号测量不同水分值烧结混合料并分析测量稳定性,以确定最佳激励信...

【文章页数】：85 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
Abstract
第1章 绪论
    1.1 课题研究的背景和意义
    1.2 水分测量技术简介
    1.3 国内外研究现状
    1.4 本课题主要工作与研究内容
第2章 阻抗式水分仪检测原理及方案设计
    2.1 烧结生产工艺流程
    2.2 阻抗法烧结混合料水分检测原理
    2.3 影响系统测量的主要因素及相应解决方法
    2.4 阻抗式水分仪的总体设计方案
    2.5 水分仪专用传感器
        2.5.1 传感器的介绍
        2.5.2 传感器的选用
        2.5.3 传感器电极的选用
        2.5.4 绝缘陶瓷件的选用
        2.5.5 传感器支架的选取
    2.6 本章小结
第3章 水分仪的硬件电路设计
    3.1 水分仪硬件电路的总体设计
    3.2 电源电路设计
        3.2.1 电源的整体设计
        3.2.2 开关模块电源介绍
        3.2.3 模拟电路中5V电源的设计
        3.2.4 数字电路中3.3V电源的设计
    3.3 数字电路的设计
        3.3.1 主控MCU最小系统电路的设计
        3.3.2 USB通信电路
        3.3.3 DS18B20测温电路
        3.3.4 Micro SD卡电路
        3.3.5 DS1302时钟电路
        3.3.6 显示电路
        3.3.7 RS485总线电路
        3.3.8 键盘及指示灯电路
    3.4 模拟电路的设计
        3.4.1 AD5933测量电路
        3.4.2 4-20mA电路
    3.5 隔离电路的设计
    3.6 本章小结
第4章 水分仪的软件设计
    4.1 水分仪软件系统的总体设计
    4.2 水分仪下位机软件的具体设计
        4.2.1 初始化程序的设计
        4.2.2 AD5933数据处理程序设计
        4.2.3 软件滤波程序设计
        4.2.4 键盘扫描程序设计
        4.2.5 温度及水分值存储程序设计
        4.2.6 显示程序设计
        4.2.7 温度测量程序设计
    4.3 水分仪上位机软件的具体设计
    4.4 本章小结
第5章 水分仪系统的相关实验
    5.1 激励频率选定实验
        5.1.1 选定测量电阻和电容的激励频率
        5.1.2 选择测量烧结混合料的激励频率
    5.2 水分测量电路的温度漂移实验
    5.3 水分仪的标定
        5.3.1 水分标定方法
        5.3.2 拟合曲线
        5.3.3 选取最优拟合曲线
    5.4 水分仪的测量精度及重复性
    5.5 水分仪稳定性实验
    5.6 与电导水分仪对比实验
    5.7 本章小结
第6章 结论与展望
    6.1 结论
    6.2 展望
参考文献
致谢



本文编号：3975788