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微波在化学领域中的应用越来越广泛,近年来,大量实验已经证实,微波可以极大地提高一些化学反应速率,大大缩短化学反应时间,省溶剂、节约能源、减少废物的产生,同时可以提高提取物的收率和纯度,是一种具有广阔发展前途的新技术。
本文围绕微波增强化学反应的计算机控制系统进行了深入的研究,首先采用实验室自制的PCI板卡,重新设计了计算机与硬件设备的通信协议,用VC++实现了系统硬件设备与计算机的通信,并对计算机与硬件设备的数据交换进行了封装;然后提出了高速数据采集系统中以内存数据库eXtremeDB为核心的数据保存方案,根据不同系统的特点设计了定时、强制、选择三种数据转移方案,解决了高速数据存储与海量数据存储之间的矛盾;在比较各种控制算法的基础上,确定采用模糊控制算法来实现对化学反应温度的控制,借助MATLAB对控制算法进行了仿真,用C++实现了该控制算法;通过大量实验与计算确定了微波功率与磁控管阳极电压、阳极电压与脉冲延时时间之间的关系,并将这些关系应用到系统中,在实际应用中取得了较好的控制效果;最后结合VC与LabView,使用activex技术,实现了比传统VC程序更加人性化、更友好的人机界面;设计了控制算法接口,方便操作人员对控制算法进行在线调整以适应不同的被控对象。