基于旋转式的流变特性检测系统硬件设计

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4、niversityofPostsandTelecommunicationsfortheDegreeofMasterofEngineeringByXuJunSupervisor:Prof.DaiErhanJune2016II摘要液体流变特性的检测装置在医药制造、化工生产以及生物工程等领域具有广泛的用途，是工厂应用研究和研究部门进行科学研究的重要设备。它能在完整的实际加工过程中，不间断且保证较高精准度地对液体的流变特性从宏观角度上进行检测，但无法从微观粒子的角度上对液体的流变特性进行深入研究。从微观角度看，粒子产生“挤阻现象”是由于粒子之间短程作用力各向异性

5、而导致宏观液体密度的涨落，整个体系处于热力学非稳态。在这种状态下，有一部分粒子相互支撑起一个支撑网络，其他粒子则作为这个网络的支持粒子，使得大部分的团簇运动受到影响而被迫阻停止，那么原本溶胶状的分散体系就变为冻胶状。移除支持粒子不会对“挤阻现象”有任何影响，但去除作为支撑网络的任何一个粒子，液体便会产生流动。本文详细给出了流变特性检测系统的硬件设计与软件的实现流程，设计出一款针对液体流变特性检测的实体装置，并在相关信号采集与传送过程中完成与介电谱仪的联用，实现同步检测微观状态、相互作用以及宏观性能的同时，测量微胶凝分散液的介电和流变特性（主要是粘度），以

6、便揭示流变场对微凝胶粒子聚集结构与状态的扰动，以及聚集结构与状态对分散体系的宏观力学和电学性能的影响。本文的重点在于实现介电谱仪在所设计的流变特性检测装置的转子在被测液体中做剪切运动的状态下，能够保持不受震动等一系列影响，采集到所需要的信号数据，测得不同剪切场下微胶凝发生挤阻时的电学和力学的弛豫特性。硬件设计中，通过联轴器，尽可能降低了转子在高速旋转过程中因偏离旋转中心而产生的抖动；选用导电滑环，实现了转子在高速旋转的过程中，依然可以将信号传送给与此相连接的介电谱仪采集信号接口。关键词：流变特性，粘度，挤阻现象，介电谱仪IVAbstractTherheo

7、logicalpropertiesoftheliquiddetectiondeviceiswidelyusedinthepharmaceuticalmanufacturing,chemicalindustry,bioengineeringandotherfields.Itisanimportantequipmentofscientificapplicationresearchandresearchdepartmentofthefactory,whichcancompletetheliquidrheologytestingwithanuninterrupt

8、edandhighaccuracyofworkingefficiencyfrom