论文部分内容阅读
粘度是衡量液体流变特性的一个重要指标,在石油、化工、电力、食品等很多领域,测定流体的粘度和流动特性至关重要。介电常数(又称电容率)是表征物质电性能的一个重要参数,流体在旋转下介电常数可能发生变化。目前,我们可以使用粘度计单独测量流体粘度,也可以使用介电谱仪单独测量出流体的介电常数,但是,还没有装置能够同时测量在旋转状态下的流体的粘度值和介电常数。本文设计了一种基于旋转法的液体流变特性检测装置,该装置实现了粘度计与介电谱仪的集成联用,能够同时测量流体在旋转时的粘度值和介电常数。我们采用导电滑环解决了转子和容器之间的电信号传递问题,从而实现粘度计与介电谱仪的集成联用。我们用粘度检测装置测量流体粘度时,容器内流体温度的准确性和稳定性至关重要,因此,本文设计的装置具有温度测控功能,能够将容器内的温度保持在设定值附近。本文具体研究了多种温度控制算法,结合几种算法的优势,本文设计了一种基于脉宽调制控制的改进模糊控制算法,该算法结合了基本模糊控制、仿人工智能控制和改进Bang-Bang控制算法,具有响应速度快、过渡时间短、超调量小、稳态误差小等优点。步进电机是旋转粘度检测装置的重要组成部分,通过步进电机,我们可以得到精确的旋转速度,而转速是旋转粘度检测装置测量粘度的一个重要指标,转速的稳定性和精确度将直接影响到粘度值的测量精度。但是,步进电机启动时容易出现卡死、失步等问题,因此,我们研究设计了几种步进电机启动算法,并比较了它们的效果,最终,设计了指数型的步进电机启动算法,很好的解决了步进电机的启动问题。最终,我们完成了装置的设计,使用单片机作为主控制器,并将设计的算法运用到了程序中,实现了一定温度下液体粘度值与介电常数的同时测量,并将测量的结果实时显示在了液晶屏上。