针对现有完整性测试仪的弊端,设计了一种全自动膜材料完整性测试仪。该仪器通过检测压力和流量传感器的反馈信号,以STM32嵌入式系统芯片作为主控制器,采用闭环PI控制方法,驱动电磁阀开关阀和电磁调节阀动作,实现系统内压力和流量的精确控制。详细阐述了完整性测试理论和测试仪控制系统的软硬件实施方案。实验结果表明:该设计所测泡点压力介于高精度的扫描电子显微镜和孔径分析仪测试结果之间,结果精确,扩散流速可以通过流量传感器测得。 分子在膜孔润湿液中溶解并逐渐向低压侧迁移，最后在低压侧逸出。扩散流测试的方法是通过控制电磁调节阀，将膜上游压力稳定在泡点压力的80%，扩散流速可以通过流量传感器获得［6］。通过润湿膜的扩散流可以用式(2)计算［7］N=DHpLφ，(2)式中N为气体扩散流速;D为气体扩散系数;H为气体在润湿液中的溶解率;p为膜两侧压差;φ为孔隙率;L为膜表面液体厚度。2仪器设计2．1仪器整体设计在构建测试仪系统时，考虑到该仪器要充分满足三种完整性测试的要求。本文设计出一个执行机构少，布局合理的整体结构，如图2所示。其中粗线型和箭头表示气体流通的路径和方向;电磁调节阀可在0～100mL/min范围内连续调节，高度信息显示-数控滚圆机滚弧机价格低电动液压滚圆机滚弧机多少钱对应电压范围D/AkPa图2测试仪整体结构Fi流量传感器的测量范围为0～100mL/min，对应电压范围0～5V;压力传感器的检测范围为0～0．6MPa，对应的电流范围4～20mA;电磁开关阀1，2，3为常闭阀，开启电压为直流24V。2．2控制系统硬件设计控制系统硬件设计中，以STM32F103CBT6芯片为核心。STM32是基于AＲMCortexTM—M3内核的微控制器。该控制器有72MHz主频，1．25DMIPS/MHz处理性能和Thumb-2指令集，可以应用于对控制器性能要求高、开发成本敏感的场合［8］。芯片外围扩展了电磁开关阀驱动模块、D/A转换模块、信号调理模块、打印机模块、液晶模块、按键模块、外部时钟模块。本文由张家港市泰宇机械有限公司 张家港蔬菜大棚滚圆机网站采集网络资源整理!     http://www.gunyuanji.org/控制系统硬件结构如图3所示。图3控制系统硬件结构其中液晶模块与按键模块构成系统的人机交互界面，既可以作为相关参数和命令的输入工具，又可以实现测试结果的显示。外部时钟模块为系统提供实时时钟，采用双电源供电，在仪器掉电的情况下，电源切换针对声纳高度计、全球定位系统(GPS)和气压高度计的高度定位应用,开发了一种基于现场可编程门阵列(FPGA)的数字高度计,具有成本低、速度快、功耗小的特点。FPGA完成声纳高度计高度信息显示-数控滚圆机滚弧机价格低电动液压滚圆机滚弧机多少钱、GPS和气压高度计的数据采集,高度信息处理,气压高度计温度补偿及串口输出等工作。对高度计的误差来源进行分析,重点对气压高度计的温度漂移现象进行了补偿修正。为了验证设计效果,对数字高度计进行了测试,测试结果表明:高度计在进行误差补偿后,在低空范围内误差为0.1m左右,高空范围内误差为2~3m,可用于普通导航领域。满足要求。本设计中，在低空范围内，系统识别后采用声纳高度计的高度信息作为唯一的高度输出，用来测量与地面的距离信息。由于GPS接收机的信号被遮挡后容易丢失，在GPS无效的短暂时间内，加入了气压高度计传感器，它可以为直升机提供GPS无效阶段期间的高度信息。声纳高度计测量范围是有限的，超出其测量范围会输出一个固定值FFFF，因此，可以通过判断声纳输出值是否有效来判断何时使用该信息，而GPS输出无效时输出为一重复错误值，可通过与气压高度计的值重复比较来判断其是否失效。组合数字高度计的高度信息显示如图2所示。图2数字高度计高度信息显示y在实际实现中，FPGA的设计采用VHDL硬件描述语言进行软件编程。FPGA数据处理单元是整个组合数字高度计的运算核心部分，它包括3个功能模块，即串口连接模块、数据处理模块、显示模块。串口控制模块主要实现FPGA和控制端口的连接，模块通过设置内部工作寄存器来控制它的工作状态。数据处理模块主要分为模式切换和数据处理部分。模式切换主要应对在不同高度和不同状况下，各高度传感器的工作状态和工作方式，以此来实现在各种情况下均能有效输出高度信息的目的。数据处理主要是利用FPGA的数据处理能力对得到的传感器信息进行数据信息处理，去除冗余信息，得到所需要的准确的高度信息。显示模块主要完成高度信息的实时显示。3实验数据分析为了验证开发系统的有效性，按照设计的流程制作出了实物系统，并进行了测试。选取实验室楼作为数字高度计测量的对象，实验室楼每一层的高度大约为3．8～4m。测量距离从实验楼3～6楼的高度，测得的结果如图3高度信息显示-数控滚圆机滚弧机价格低电动液压滚圆机滚弧机多少钱本文由张家港市泰宇机械有限公司 张家港蔬菜大棚滚圆机网站采集网络资源整理!     http://www.gunyuanji.org/