封闭环境温度压力检测系统的研制

封闭环境温度压力检测系统的研制Temperatureandpressuredetectionsystemappliedinclosingenvironment学科专业：仪器仪表工程研究生：张振彦指导教师：李健副教授企业导师:潘征宇高工天津大学精仪学院二零一二年五月独创性声明本人声明所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作和取得的研究成果，除了文中特别加以标注和致谢之处外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得天津大学或其他教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示了谢意。学位论文作者签名：签字日期：年月日学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解天津大学有关保留、使用学位论文的规定。特授权天津大学可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，并采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编以供查阅和借阅。同意学校向国家有关部门或机构送交论文的复印件和磁盘。（保密的学位论文在解密后适用本授权说明）学位论文作者签名：导师签名：签字日期：年月日签字日期：年月日中文摘要灭菌消毒自从医疗，制药，食品等领域的发展开始，一直都是人们讨论的一大热点。特别是随着人们对于食品饮食卫生、医疗设备清洁、实用药物安全等一系列问题的关注程度的提升，国内外许许多多的相关设备也因此得到了大规模的应用。灭菌消毒，需要对密闭容器内部的温度压力等参数进行检测，用来确定该过程是否达到所需的标准。不光是灭菌消毒，在其他一系列密闭容器检测中，怎样对容器里的温度压力双指标进行检测，一直以来都是困扰广大科学工作者的难点。所以研究一种新型有效的密封容器的方法和装置有着非常重要的意义。本文研究的主要内容包括以下四个部分：首先，概述封闭环境检测技术在国内外各领域的发展情况，并着重对现今封闭环境的温度压力检测方法及相关设备的优缺点进行了总结。在此基础上，根据其检测特点，研制出一套能在该领域有效准确检测的系统，并详细论述了该系统的设计方案以及构成。该系统有助于解决现今在封闭环境下检测的难题。接着，基于上述检测系统，设计了该系统的硬件电路：对系统硬件的各个模块的设计进行了详细地论述，给出系统各模块的工作流程图。然后，根据上述检测系统，设计了系统的软件，包括系统下位机软件和系统上位机操作软件，给出了系统下位机软件的程序工作图，并详细介绍了系统操作软件的构成，给出各个操作界面的程序框图。其次，选择了系统温度压力检测的传感器，对传感器进行了精确地标定工作，并对整套检测系统做了一系列验证实验。实验证明，研制的这套系统可以较好地在封闭环境进行检测工作，弥补现有检测设备的缺陷。最后，本文对所做工作进行了阶段性总结，并提出了下一步的工作设想。关键词：封闭环境；温度压力检测；低功耗；非实时性检测；ABSTRACTSterilizationdisinfectionisoneofthehotspotswhichareunderdiscussioninrecentyears.Theextensiveapplicationofequipmentinthisfieldbothathomeandabroadindicatestheconcernaboutsterilizationdisinfection.Sterilizationdisinfectionalwayshappensinenclosingenvironment,andpeoplewanttoacquirerelevantparametersofsterilizationdisinfection,suchasthetemperatureandpressureparametersfromsuchenvironment.Accordingtotheseparameters,peoplecanverifywhetheritachievestherequiredstandard.Itisofsignificancetoputaneffectivemethodforwardandproductnewequipmentforthetemperatureandpressuredetection.Thisthesisincludesthefollowingfourparts:First,itsummarizesthedevelopmentofthedetectiontechnologyandrelevantequipmentappliedinenclosingenvironmentdetection,particularlythetemperatureandpressuredetection.Itdevelopsaneffectiveandaccuratesystemwhichcandetectinenclosingenvironment,andintroducesthissystem’sdesignandstructure.Next,itdesignsthesystem’shardwarecircuit,provideselectricschematicdiagramsforeveryhardwaremodule.Then,itdesignsthesystem’ssoftwareincludingthebottomsoftwareandthePCinterface,providestheaccompanyingblockdiagramforthebottomsoftware,andintroducesthearchitectureoftheinterface.Otherthen,itprovidesthecalibrateprocessbothforthetemperaturesensorandthepressuresensor,introducesaseriesofverificationexperimentsforthissystem.Theresultshowsthatthissystemcanworkinenclosingenvironmentverywellandoffsetthedefectsoftheexistingdetectionequipments.Finally,itsummarizesthethesis’workandputsforwardideasforfuturework.Keywords:Closedenvironment;Temperatureandpressuredetection;Lowpowerconsumption;Nonreal-timedetection;目录目录........................................................................................................................4第一章绪论................................................................................................................11.1课题来源......................................................................................................11.2课题研究的目的及意义..............................................................................11.3封闭环境下温度压力检测技术综述..........................................................31.3.1封闭环境检测的发展现状................................................................31.3.2封闭环境下温度压力检测研究现状................................................41.4本论文主要工作..........................................................................................61.5本文内容简介..............................................................................................7第二章温度压力检测系统总体方案........................................................................92.1温度压力检测系统概述..............................................................................92.2系统组成及工作原理................................................................................122.2.1温度压力记录器的原理与设计......................................................122.2.2智能转换盒的原理与设计..............................................................142.2.3上位计算机......................................................................................172.2.4系统隔热套......................................................................................172.3系统精度分配方案....................................................................................182.4本章小结....................................................................................................19第三章温度压力检测系统的硬件设计..................................................................203.1系统记录器控制模块的设计....................................................................203.1.1控制主芯片MSP430简介................................................................203.1.2MSP430AD时钟模块的设计与实现.................................................213.1.3MSP430通信模块的设计与实现.....................................................223.1.4MSP430AD转换模块的设计与实现.............................................233.2系统温度压力各模块的设计........................