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中子水分仪的设计和应用研究
作 者: 杨勇
导 师: 郑艳;杨其京
学 校: 东北大学
专 业: 控制工程
关键词: 中子水分仪 中子源 80C196KB He~3计数管
分类号: TH83
类 型: 硕士论文
年 份: 2010年
下 载: 9次
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内容摘要
在药品、食品加工、造纸、烟草、化工、钢铁等领域,水分的测量和控制都是生产中一个非常重要的环节,它直接影响到产品的质量和保存期限,也直接影响到生产工艺的控制过程。传统的水分测量方法如干燥法、电导法等方法因为使用条件的限制无法实现在线非接触式连续测量,而没有得到广泛的推广应用。本文设计开发了采用中子源发射出中子射线来测量物质中的水分含量的中子水分仪,具有在线性、非接触、速度快等优点,适用于炼铁高炉焦炭水分的在线检测。本课题研究的目的是采用Intel公司生产的80C196KB芯片为CPU来开发设计测量物质水分的智能仪表。本文的研究内容主要包括以下几个方面:(1)对目前存在的几种测量物质水分的方法进行了详细的综述,阐明了中子射线测量水分的原理,分析了热中子计算方法和运用最小二乘法进行水分标定的理论。(2)设计了围绕中子水分仪CPU 80C196KB芯片的外围电路,分析了可编程键盘显示芯片8279和可编程内部定时器芯片8253的特性,给出了它们在本课题中的应用方法。此外,还设计了仪表的键盘电路、显示电路,研究了接收热中子射线的He。计数管。(3)采用汇编语言开发了中子水分仪的系统软件。阐明了软件设计思路和给出了软件的流程图,以附件的方式给出了所有的程序,并分析研究了软件的开发平台和汇编语言的编程方法。(4)文中研发的中子水分仪在首钢三号高炉运用,并对使用后的效果进行了评价分析。本文阐述了中子测水方法的理论,并给出了系统的软件、硬件设计,作为智能仪表文中所研发的中子水分仪已在首钢三号高炉使用。
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全文目录
摘要 5-6 英文摘要 6-10 第1章 绪论 10-16 1.1 研究的目的及意义 10 1.2 现有方法及检测状况 10-12 1.3 中子水分仪的设计背景 12-14 1.4 中子水分仪的优势 14 1.5 本课题研究的主要内容 14-16 第2章 中子水分仪设计方案 16-22 2.1 中子水分仪的原理 16-17 2.2 中子水分仪测量算法 17 2.3 中子水分仪硬件设计 17-19 2.4 中子水分仪设计规范 19 2.5 中子水分仪键盘操作和显示方式设计 19-21 2.5.1 8位LED显示窗 20 2.5.2 工作状态指示灯 20-21 2.5.3 功能键 21 2.5.4 数字键 21 2.6 本章小结 21-22 第3章 中子水分仪硬件构成 22-40 3.1 中子水分仪的组成 22 3.2 中子水分仪的探头部分 22-25 3.2.1 中子源 22-23 3.2.2 聚乙烯塑料 23 3.2.3 He~3计数管 23-25 3.3 中子水分仪主机 25-38 3.3.1 中子水分仪CPU 25-29 3.3.2 计数器电路设计 29-33 3.3.3 键盘/显示接口电路 33-38 3.4 中子水分仪的前置放大器 38-39 3.5 本章小结 39-40 第4章 中子水分仪的软件设计 40-58 4.1 软件开发平台 40 4.2 项目文件的设置 40-41 4.3 中子水分仪软件总体设计 41-42 4.4 中子水分仪程序软件的初始化 42-43 4.5 中子水分的主程序设计 43-46 4.6 中子水分仪子程序设计 46-57 4.6.1 信号处理子程序设计 46-48 4.6.2 高压输出子程序设计 48-49 4.6.3 高压控制子程序设计 49-51 4.6.4 定标子程序设计 51-52 4.6.5 外中断子程序设计 52 4.6.6 键处理子程序设计 52-54 4.6.7 显示子程序设计 54-57 4.6.8 数学运算库函数 57 4.7 本章小结 57-58 第5章 中子水分仪的应用 58-66 5.1 中子水分仪在首钢三号高炉的应用 58-60 5.2 中子水分仪的标定 60-63 5.3 中子水分仪输出采样的软件设计 63-65 5.4 中子水分仪在首钢三号高炉的应用效果 65 5.5 本章小结 65-66 第6章 结论与展望 66-68 6.1 结论 66 6.2 展望 66-68 参考文献 68-72 致谢 72
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中图分类: > 工业技术 > 机械、仪表工业 > 仪器、仪表 > 成分分析仪器
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