本文主要论述了流体导热系数测定仪的研制与开发。导热系数是物质重要的热物理性质之一,对工程设计和科学研究具有重要的作用。目前大量的流体导热系数数据仍需要通过实验方法获得,因此,研制和开发流体导热系数测定仪有着重要的现实意义。本文从研制方案的确定、数学模型的建立、仪器整体结构及软、硬件的实现等方面论述了流体导热系数测定仪的研制与开发。 本文在确定仪器采用点热源瞬时比较法的基础上,首先建立了点热源瞬时法的数学模型,推导出导热系数与点热源温度变化率之间的线性关系,为仪器的研制提供了理论基础。 然后,论述了仪器的总体结构及组成单元的设计。该仪器融合了自动控制技术、测试技术、计算机技术和通信技术,包括了数据采集、液晶显示、按键扫描等单元,并通过串口建立与上位PC机的通信,实现了自动控制。 数据采集单元是流体导热系数测定仪的重要组成部分,其功能:一是将点热源的温度变化率转换为桥路电压的变化率;二是进行数据的采集。液晶显示单元主要用于测定过程的说明和指导。按键扫描单元主要是实现测定过程的控制。本文从硬件和软件两个方面论述了这三个单元的设计。RS232C是流体导热系数测定仪所采用的通信总线协议,本文论述了IBM-PC兼容机与Atmega8单片机之间的通信原理和通信方法,实现了计算机对测定过程的控制和数据处理。 本文还对仪器所采用的一些抗干扰措施进行了论述,并对上位PC机软件的开发作了简单介绍。 该仪器结构简单、使用方便、适用范围较广,可用于电解质溶液和非电解质溶液。该仪器工作性能稳定,加热时间为1秒,加热电流为1mA,热敏电阻的温升较小,能较好地克服对流影响,经对标准物质的测定,其平均误差小于2%,准确度达到A类标准。