腐蝕速率測試儀的研究

電子機電論文編號:JD1053   論文字數:17827,頁數:43，有開題報告，任務書，外文翻譯

目 錄
中文摘要 I
英文摘要 III
1 引言 1
 1.1 本文研究的目的和意義 1
 1.2 國內外研究現狀 2
 1.3 本文主要工作 2
2 腐蝕測試儀的測試原理和總體方案設計 3
 2.1 腐蝕測試儀的測試原理設計 3
 2.2 腐蝕測試儀整體構造方案 6
 2.3腐蝕測試儀測控方案設計 7
3 腐蝕速率測試儀控制系統實現 9
 3.1 外圍器件選型 9
 3.2 硬件電路的實現 15
 3.3 控制算法實現 23
4 腐蝕速率測試儀上位機軟件的設計 29
 4.1 軟件功能與結構 29
 4.2 人機交互界面設計 30
 4.3 軟件串口通訊設計 32
5 總結 35
參考文獻 36
致  謝 37

【摘要】腐蝕是金屬材料和周圍環境發生化學或電化學反應而被破壞的現象，石油和天然氣開發與加工行業歷來是腐蝕比較嚴重的幾個行業之一。從石油勘探、開采到油氣生產加工都使用大量鋼管和容器，如油氣輸送和儲存用的各種管道和貯罐等。這些鋼質材料在使用過程中會接觸到各種腐蝕性環境和介質，產生腐蝕，由此造成的各種損失是十分驚人的，可以說腐蝕問題是制約石油工業發展的重要因素之一。因此如何對腐蝕速率進行監測，準確預測設備的腐蝕程度，為避免突發安全事故及合理安排設備檢修提供保證也就一直是石油工業的重要課題。
本文主要介紹了以80C52單片微機為核心的腐蝕速率測試儀的研制，該測試儀采用重量損失取樣片法，測試管線的腐蝕速率，并輔以溫度，壓力，轉速控制系統裝置，其中溫度，壓力，轉速的控制系統用來模擬導致金屬腐蝕的惡劣環境。整個裝置為準確的測出金屬腐蝕的速率并最終預測出設備的腐蝕速度提供了精確的實驗條件和科學依據。
論文首先闡述課題選題的背景、目的和意義。詳盡介紹常用的腐蝕評定方法及腐蝕速率測試儀的測試原理和測試方法。其次在此基礎上提出基于重量損失取樣片法的腐蝕測試儀整體結構設計及基于80C52單片機的測試儀測控方案設計。并依據高可靠性、穩定性的原則，合理設計了溫度，壓力，轉速控制系統硬件結構。在對溫度控制系統的設計中，針對系統加熱過程中的時變特性和時滯特性，采用PD控制，并使用MATLAB仿真軟件對控制性能進行仿真取得滿意結果。其次在對直流伺服電機的調速控制中，提出了基于PWM的電機轉速控制原理，在分析電機動態數學模型的基礎上，給出了電機轉速控制原理框圖，并根據電機調速性能及要求，采用了PID控制方式，通過MATLAB仿真軟件對控制器進行仿真，取得了滿意的結果。論文最后敘述基于PC機的腐蝕儀操作管理平臺設計。借助PC機強大的繪圖、數據處理功能，采用VB6.0為用戶編寫了一個實時性好、界面直觀、使用方便的操作管理平臺。用戶可通過該平臺非常清晰地掌握整個系統運行的情況；可方便、及時地對實驗過程中的各項參數進行調整，并對數據進行分析。
論文詳細介紹了以80C52單片機為核心的控制系統硬件方案設計及相應的數據采集通道等具體電路設計，為控制算法的實現提供了良好的硬件平臺。在電機驅動電路的設計中，結合IGBT和MOSFET的驅動特性和要求。最后通過系統調試和實驗結果分析，表明所設計的腐蝕測試儀能夠滿足現場測試需要，基本達到了要求的技術性能指標。
【關鍵詞】腐蝕率測試，溫度控制，電機控制，單片微機