论文部分内容阅读
危险化学品因其固有的腐蚀危险特性在生产、运输、经营、使用及废弃等生命周期中各阶段给公共安全带来潜在威胁或实际危害。我国化学品贸易虽处于世界前列,但化学品腐蚀危险特性检测技术和装备的研制均处于起步阶段,现有国内为数不多的检测设备功能简单、自动化程度和准确度低、安全性差、国际标准符合度低,难以为我国化工行业高效发展及化学品进出口应对技术性贸易壁垒提供有效支撑。本文基于局部试验空间的仿真测试原理,深入探索腐蚀影响因素,应用软件FLUENT仿真水浴循环流动与换热效果,重点研究无人值守试验技术、液浴均匀温度场发生技术、高精度温度检测技术及软件控制等,研制腐蚀性物质鉴定分类急需的检测仪器,实现弱腐蚀性物质在可控温度下精确、安全及自动检测。具体研究工作如下:首先,在全面了解国内外物质腐蚀性试验装置和恒温水浴技术现状的基础上,提出总体设计方案,设计了腐蚀发生反应实验平台,分析了加热器功率和分布位置、箱体设计等影响温度测量准确性的关键性因素,提出了一种立体交叉的水循环方式。在对其建模并通过流体软件仿真实验完善其水循环效率后,搭建了稳定可靠的立体交叉式水循环实验平台。其次,介绍了装置的反应过程检测。硬件设计以ATmega128单片机为核心,主要包括主控模块、加热模块、人机交互模块、水循环泵控制模块,并重点分析了温度检测过程的不确定度,采用改进比率法电路优化现有温度检测电路,显著提高了温度检测的精度和稳定性。软件实现采用模块化设计方法,主要包括以积分项赋初值PID算法为核心的温度控制、人机交互、数据通信。最后,通过采集大量实验数据进行分析以检验水浴试验装置的控温精度和均温性,并根据实际情况完善装置,最后总结装置存在问题并提出展望。实验结果表明:系统控温精度优于±0.1℃,均温性优于±0.2℃,28天无人值守试验稳定性、可靠性好,自动化程度高,满足实际需求。