基于质量比电阻的籽棉回潮率在线检测系统设计

摘要

棉花是我国的重要经济作物，也是棉纺织工业的主要原料，在国家国民经济中占重要地位。随着棉纺织行业的发展以及更加激烈的国际国内市场竞争，棉纺织企业对棉花质量提出了更高的要求，而影响棉纤维品质指标的主要因素是棉花回潮率。目前我国棉花加工行业在籽棉回潮率实时在线检测技术方面研究相对匮乏，因此，本文针对现有棉花加工厂的籽棉回潮率一致性差、加工过程中输送速度快等特点设计了可应用于棉花加工现场的籽棉回潮率在线检测装置，通过该装置可以动态实时观察籽棉回潮率的变化。
　　籽棉是由棉纤维和棉籽组成。棉纤维分子上的葡萄糖剩基上含有的3个羟基属于亲水基团，对分子有相当的亲和力，在游离状态时，能直接吸收水分子。当在棉纤维外部增加电场时，棉纤维中的自由离子定向移动实现了棉纤维导电。针对棉纤维的导电特性，本文研究了影响棉纤维导电性能的因素，展开了籽棉质量比电阻与其回潮率关系的实验，以实验结果为基础并引入温度补偿算法建立了籽棉质量比电阻与其回潮率之间的数学模型。
　　本文以电子传感技术为基础，首先设计了可以以较高精度检测棉纤维甚高阻值电阻的信号采集及调整电路;其次以籽棉质量比电阻与其回潮率之间的数学模型为依据设计了相关程序算法，在算法中通过对数字滤波器的运用较好的解决了在AD采集过程中电路引入的误差和干扰。
　　本文将电子传感技术与实际工程相结合，设计了籽棉回潮率在线检测装置，实现了棉花加工现场对各个环节籽棉回潮率的动态检测，为提高棉花加工质量和优化棉花加工工艺提供了必要的数据支撑。

目录

声明

摘要

1 绪论

1．1 课题背景及意义

1．2 国内外籽棉回潮率检测技术发展和现况

1．2．1 籽棉回潮率检测方法

1．2．2 国内籽棉回潮率检测技术及发展

1．2．3 国外籽棉回潮率检测技术的研究

1．2 课题的研究目的

1．3 本文的主要内容与章节安排

2 籽棉导电特性研究与回潮率在线检测方法设计

2．1 棉纤维导电机理研究

2．2 影响棉纤维导电性能的因素分析

2．2．1 吸湿对棉纤维导电性能的影响

2．2．2 温度对棉纤维导电性能的影响

2．2．3 密度对棉纤维导电性能的影响

2．2．4 电压对棉纤维导电性能的影响

2．3 棉纤维比电阻特点分析

2．4 籽棉回潮率在线检测方法设计

2．4．1 籽棉质量比电阻检测方法设计

2．4．2 籽棉在线取样机构设计

2．5 籽棉电阻与其回潮率之间对应关系实验研究

2．5．1 实验目的

2．5．2 实验仪器

2．5．3 实验过程和数据

2．6 籽棉回潮率与其质量比电阻的数学模型建立

2．7 本章小结

3 籽棉回潮率在线检测装置电路设计

3．1 数据处理控制单元

3．2 倍压电路

3．3 模数转换及信号调理电路

3．4 温度检测电路

3．5 电机控制电路

3．6 棉样压缩检测电路

3．7 人机界面

3．8 通信电路

3．8 系统硬件的抗干扰性和可靠性设计

3．9 本章小结

4 籽棉回潮率在线检测装置软件设计

4．1 软件总体框图

4．2 回潮率检测程序设计

4．3 温度测量程序设计

4．4 基于ModBus协议通信程序设计

4．5 软件的可靠性设计

4．6 本章小结

5 籽棉回潮率在线检测装置性能试验

5．1 试验目的

5．2 试验依据

5．3 试验方案

5．4 本章小结

6 结论

6．1 论文总结

6．2 论文展望

参考文献

个人简历 在学期间发表的学术论文与研究成果

致谢