基于虚拟仪器的气固反应测试系统软件设计与实现

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1、扬州大学硕士学位论文基于虚拟仪器的气固反应测试系统软件设计与实现(申请硕士学位)杨艳能指导教师：曾励教授程宏辉副教授扬州大学中华人民共和国，扬州2014年05月摘要储氢材料作为清洁新能源氢气的储存运载体己得到社会广泛的关注。二十一世纪以来，其研究开发已成为世界性课题，中国以及不少发达国家已投入巨资进行研究开发。然而我国气固反应测试系统匮乏，至今还未研制出测试性能好精度高的自动化测试系统，制约着我国储氢材料的研究进展。在对国内外主要的气固反应测试系统进行广泛了解的基础上，本课题旨在开发出基于虚拟仪器的气固反应测试系统软件，以及研制出一种测试性能

2、好精度高的自动化的气固反应测试系统。本文首先简单介绍了虚拟仪器技术和Labview软件、气固反应测试系统的应用和研究现状以及本课题的研究意义和主要内容。其次，介绍了气固反应测试系统。在理解储氢材料性能测试原理与方法的基础上选择合适的测试方法(体积法)、搭建系统模型，对整个气固反应测试系统主要组成部分进行详细介绍，包括真空系统、温度控制系统、温度和压力测试部分、控制及执行方案、气源以及储气室和样品室、数据采集部分。同时在搭建系统之前对一部分零部件进行检测，包括温度变送器、温度传感器、压力传感器、光栅隔离功率驱动器、电磁阀、继电器和样品室等。紧接

3、着对气固反应测试系统软件设计进行了详细的介绍。首先在理解氢气等气体的真实气体状态方程的基础上，编写出计算气体真实密度的程序，计算出各种气体在不同温度和压力条件下的密度，并与美国国家标准与技术研究院提供的标准密度数据进行比较；然后通过软件Labview编写控制界面程序使软件系统与硬件系统相结合；然后建立数学模型，在理解相关曲线形成的基础上，通过Labview编写出PCT(压力．组成．温度)测试程序、动力学测试程序和TPD(程序升温脱附)测试程序以及步进式抽真空程序和材料活化等程序。最后，做实验通过编写的程序测出LaNi5、LaNi4．25Alo

4、．75、Lao．5Mgo．5Ni4．25Alo．75和纳米碳等储氢材料的PCT曲线、动力学曲线和TPD曲线，通过测试过程反映出自动测试系统存在的问题并予以解决，反复实验得出最合理程序前面板上的参数值，做实验进行泄漏率测试并分析相关因素对所测得的衄线的影响，以及对系统中气体摩尔量进行不确定度评定，从而完善气固反应测试系统及其系统软件的设计。关键词：气固反应，测试系统，虚拟仪器，储氢，PCT，Labview1lABSTRACTAsastorageandtransportationcartierofcleanenergyhydrogen，hydro

5、genstoragematerialhasbeenwidespreadconcern．Sincethe21stcentury,itsresearchanddevelopmenthasbecomeaworldwideissue．Chinaandmanycountrieshaveinvestedheavilyinitsresearchanddevelopment．However，thelackofgas-solidreactiontestsystem，ourcountryhasnotyetdevelopedagoodtestperformance

6、andhighprecisionautomatedtestsystems，whichinturnrestrictstheprogressofhydrogenstoragematerialsandrelatedresearch．Onthebasisofdomesticandforeignmajorgas．solidreactiontestsystembasedonabroadunderstanding，thispaperaimstodevelopagas．solidreactiontestsystemsoftwarebasedonvirtual

7、instrument，anddevelopedagoodtestperformanceandhighprecisionautomatedgas-solidreactiontestsystem．ThispaperfirstintroducesthevirtualinstrumenttechnologyandLabviewsoftware，applicationandresearchofgas-solidreactiontestsystem，thesignificanceandthemaincontentofthispaper．Secondly,

8、introducethegas．solidreactiontestsystem．Selecttheappropriatetestmethod(volumemetho