基于STM32的膜材料完整性测试仪设计.pdf

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1、76传感器与微系统(TransducerandMicrosystemTechnologies)2014年第33卷第10期DOI：10．13873／J．1OO0--9787(2014)10-0076-04基于STM32的膜材料完整性测试仪设计戴玮，张兴华，黄彦，俞健(1．南京工业大学自动化与电气工程学院。江苏南京210009；2．南京工业大学化工化工学院。江苏南京210009)摘要：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

2、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。关键词：STM32；嵌入式系统；膜材料；完整性测试仪中图分类号：TP216．1文献标识码：A文章编号：1000-9787(2014)10-0076-041D一esi●gnOInmem1branemat·eri-ali●nt·e

3、gri-t·ymeasuri●nginstrumentbased0nSTM32DAIWei，ZHANGXing．hua，HUANGYan，YUJian(1．CoHegeofAutomationandElectricalEngineering，NanjingUniversityofTechnology，Nanjing210009，China；2．CoHegeofChemistryandChemicalEngineering，NanjingUniversityofTechnology，Nanjing210009，

4、China)Abstract：Aimedatdefectsoftheexistingintegritymeasuringinstrument，afullyautomaticmembranematerialintegritymeasuringinstrumentisdesigned．Inordertoachieveprecisecontrolofpressureandflux，theinstrumentdrivestheswitchingsolenoidvalveandtheregulatingsolenoid

5、valveactionbydetectingthefeedbacksignalofpressureandfluxsensors，usingSTM32embeddedsystemchipasthemaincontrollerandadoptingclosed—loopPIcontrolmethod．Expoundthetheoryofintegritytestandsoftwareandhardwareimplementationofcontrollingsystemindetail．Experimentalr

6、esultsshowthatthebubblepointpressuremeasuredbythedesignedinstrumentisbetweentheresultsofscanningelectronmicroscopeandporesizedistributionanalyzer．Andthediffusionflowcanbemeasuredbytheflowsensor．Keywords：STM32；embeddedsystem；membranematerial；integritymeasuri

7、nginstrument0引言动化程度低，测试结果精度较低，且无法直接完成扩散流近年来，膜分离技术一直高速发展，据统计，我国膜工测试J。业总产值已经从1994年的2亿元上升到2012年的492亿本文设计了基于STM32的膜材料完整性测试仪，通过元人民币，平均每年以35．8％的速度增长。相较于萃取、增加电磁调节阀和流量传感器实现了对压力的闭环控制，蒸馏等传统分离技术，膜分离技术更加有效和经济，已经提高了测试结果的准确性、可重复性，避免了人为误差，同在生物、食品、化工、医疗等多个领域得到了广泛的应用，时可以进行扩

8、散流测试。产生了很大的经济和社会效益J。随着膜产业的不断1完整性测试原理壮大和应用领域的不断延伸，市场对膜材料的泡点、扩散向润湿滤膜加压的起始阶段，上游气体分子溶解到膜流等参数的测试精度提出了更高的要求。然而，目前完整孔的润湿液中，并逐渐向下游运动，最后逸出到下游的空气性测试还大面积采用手动完整性测试仪，手动测试的方式中，此过程称为扩散。随着压力的增加，扩散加快，直至润存在较大的人为误差，且测试结果