建筑材料保温性能测试系统的研究与开发

摘要

墙体保温对建筑节能具有重要的意义，建筑材料的保温性能则在其中起着关键作用，必须进行有效的质量控制与监督管理。建筑材料保温性能评价采用国家标准GB10295-88作为检测依据。本文从实际应用的需求出发，设计开发建筑材料保温性能测试系统，以满足建筑节能质量管理的应用需求。
　　 本文根据有关的国家标准并结合建筑材料保温性能现场检测的具体要求，提出了建筑材料保温性能测试系统的设计方案，并提出了系统检测仪器的设计要求。检测系统采用电加热和半导体制冷技术分别建立热端和冷端温度环境，检测仪器完成热端和冷端温度控制，并测量热流计信号，计算建筑材料保温性能参数。检测仪器以立宇泰ARMSYS2440开发板和可编程逻辑器件XC95144为核心，配置了26通道温度测量输入、1通道热流计电压输入、半导体制冷电源控制和电热丝加热电源控制、1024×768像素触摸屏等模块构成仪器硬件电路，通过合理选择器件并采用抗干扰措施，保证了模拟小信号的测量精度。仪器应用软件在嵌入式Linux实时操作系统平台上运行，移植了qt-embedded图形开发环境，实现了多通道实时数据采样、处理、显示、存储记录功能，具有丰富的图形界面、友善的人机交互功能。本文采用模型偏差补偿算法对冷端和热端温度进行了控制，达到很好的控制效果。最后，对本文的工作做了总结并对今后的研发与应用提出了建议。

目录

文摘

英文文摘

第一章 绪论

1.1 中国建筑节能现状

1.2 热阻及其测定

1.2.1 热阻

1.2.2 绝热材料稳态热阻测定方法

1.2.3 测定系统

1.3 本文的研究内容与章节安排

第二章 系统设计

2.1 系统结构

2.2 系统部件

2.2.1 热流计

2.2.2 热端及其温度控制

2.2.3 冷端及其温度控制

2.3 检测仪器

2.3.1 仪器结构

2.3.2 核心器件及平台

2.3.3 开发相关技术

第三章 硬件设计

3.1 硬件结构

3.2 核心系统电路

3.2.1 立宇泰ARMSYS2440开发板

3.2.2 CPLD接口电路

3.3 前向通道

3.3.1 测量输入电路

3.3.2 信号调理电路

3.3.3 A/D采样电路

3.3.4 温度测量

3.4 后向通道

3.4.1 冷端温度控制电路

3.4.2 热端温度控制电路

3.5 电源

3.6 印刷电路板布线

第四章 软件设计

4.1 软件总体结构

4.2 驱动层软件设计

4.2.1 CPLD编程

4.2.2 字符设备驱动

4.3 图形用户界面交叉编译环境的构建

4.3.1 准备实验嵌入式图形开发环境的搭建

4.3.2 编译QTOPIA所依赖的库文件

4.3.3 交叉编译QTOPIA

4.4 文件系统的构建

4.4.1 文件系统的功能

4.4.2 根文件系统文件的设计与实现

4.4.3 检测系统根文件系统的构建

4.5 应用层软件设计

4.5.1 信号与槽机制

4.5.2 多线程技术

4.5.3 Qt应用程序的编译及运行

第五章 调试与系统功能实现

5.1 系统调试

5.1.1 系统硬件调试

5.1.2 系统软件调试

5.2 系统功能实现

5.2.1 人机交互功能

5.2.2 测控功能

5.2.3 测试流程

5.2.4 系统标定

5.2.5 模拟检测实验

第六章 结论与展望

6.1 结论

6.2 展望

致谢

参考文献

附录A 仪器电路实物图

作者在学期间发表的论文清单