高溫液態(tài)金屬粘度儀的研究與設(shè)計.pdf

1、粘度是表征流體性質(zhì)的一項重要參數(shù)，能直接反映不同流體的特性。粘度及其測量在國民經(jīng)濟(jì)許多領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用，許多工程技術(shù)應(yīng)用都需要流體粘度參數(shù)。隨著工業(yè)現(xiàn)代化的發(fā)展及科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步，相關(guān)領(lǐng)域里的粘度測量越來越得到重視，粘度測量方法與測量技術(shù)也有很多新的發(fā)展。目前粘度測量正在向高精度、自動化、實時在線的方向發(fā)展，國內(nèi)現(xiàn)有的測量儀器已遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足科學(xué)實驗及國民經(jīng)濟(jì)發(fā)展的要求。 本文以低粘度的高溫液態(tài)金屬為主要測量對象，輔以高粘度的物質(zhì)

2、測量為補(bǔ)充，在以振蕩杯式測量方法的基礎(chǔ)上，同時引入振動式測量方法，并結(jié)合兩種測量方法的優(yōu)點設(shè)計了一款粘度儀。該粘度儀由上位機(jī)系統(tǒng)和下位系統(tǒng)組成，其中下位機(jī)系統(tǒng)是粘度儀的硬件部分，上位機(jī)系統(tǒng)是粘度儀軟件部分。針對該臺粘度儀的設(shè)計，本文包括以下內(nèi)容： 首先闡述了粘度測量方法的特點并給出了粘度儀的兩種測量方案。在詳細(xì)講解振蕩杯的運(yùn)動模態(tài)的基礎(chǔ)上，分別介紹了振蕩杯式求解粘度的兩種方法：解析粘度算法和Shvidkovskiy粘度算法，指出

3、了兩種算法的優(yōu)點及其存在的缺點，論證兩種算法設(shè)計的可行性。在分析振動式粘度計的原理基礎(chǔ)上，改良了粘度計算方法，使新方法可以在不改變振蕩杯式粘度法硬件基礎(chǔ)上實現(xiàn)高粘度大范圍測量。 其次給出了粘度儀的硬件結(jié)構(gòu)和下位機(jī)軟件系統(tǒng)的總體設(shè)計方案。闡明了粘度儀的整體設(shè)計結(jié)構(gòu)及其機(jī)械結(jié)構(gòu)的同時，對粘度儀組成部分進(jìn)行了簡要說明。下位機(jī)電路設(shè)計主要包括：粘度儀以16位單片機(jī)MC9S12DG128為主控芯片，外圍電路包括利用ZLG7289的按鍵顯示

4、電路、脈沖時間檢測電路及利用單片機(jī)中ETC模塊的時間測量電路等，最后介紹了單片機(jī)的軟件結(jié)構(gòu)及具體設(shè)計。 最后給出了以C++Builder6∶0為工具的粘度儀軟件設(shè)計方案。主要介紹粘度儀軟件的結(jié)構(gòu)和功能，并重點闡述其中的串行通信、電機(jī)控制、粘度計算和數(shù)據(jù)圖表模塊，最后給出了軟件操作的流程。 本課題所研制設(shè)計高溫粘度儀，經(jīng)實驗驗證，測量精度高，測量范圍廣，可靠性、重復(fù)性好，較好的滿足了設(shè)計任務(wù)書的要求。該粘度儀可實現(xiàn)工業(yè)環(huán)境