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人工心瓣热解炭涂层炉气体流量监视与控制系统的研究

作　者: 陈欣
导　师: 张建辉
学　校: 杭州电子科技大学
专　业: 机械设计及理论
关键词: 人工心瓣热解炭涂层炉气体流量监视控制质量流量控制器数据采集卡 Visual C++6.0
分类号: TP273
类　型: 硕士论文
年　份: 2011年
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内容摘要

人工心瓣是人体心瓣的替代品,可供心瓣病变的患者使用。人工心瓣可由瓣片、瓣架及瓣环三部分组成。人工心瓣的瓣片和瓣架是由各向同性石墨精心加工而成,表面涂有高强度的各向同性低温含硅热解炭。碳氢化合物在低于1500℃温度下热分解,在气体流化床中于基体石墨表面沉积的产物就是低温热解碳,在低温热解碳中共沉入硅,就成为各向同性低温含硅热解炭。通过化学气相沉积制备人工心瓣热解炭涂层工艺十分复杂且影响因素众多。其中,氩气、硅烷和丙烷气体流量是主要影响因素之一,直接影响热解炭的性能和结构,从而影响着人工心瓣的质量。为研究人工心瓣热解炭涂层炉气体流量与人工心瓣质量之间的关系提供数据支持,本文进行了人工心瓣热解炭涂层炉气体流量监视与控制系统研究,以期实现准确控制沉积过程中的气体流量、实时监视沉积过程流量变化和储存流量值之目的。本文主要研究内容和结论如下：1.通过分析气体流量测量的特殊性,采用D07-19B型质量流量控制器实现对氩气、硅烷和丙烷三种气体流量的计量和控制。在选择质量流量控制器时,主要关注了控制器的输入输出信号、量程和精度等因素,同时考虑了气体质量流量受工作压差的影响,保证控制器两端压差稳定在工作压差之内。2.选用USB2831型数据采集卡实现对气体流量的监视。在选择数据采集卡时,主要关注了数据采集卡的通道数、量程、采样频率和精度等因素。由于数据采集卡要采集质量流量控制器产生的流量信号,因此,其精度,分辨率应当大于控制器的精度和分辨率。3.鉴于Visual C++6.0中的基础类库MFC功能齐全,使用方便,本文使用MFC编写数据采集卡程序,实现了实时采集、显示、存储和设置气体流量的功能。4.使用数据采集卡采集信号发生器产生的正弦信号,并对该信号进行采集,实时显示,存储等操作。模拟实验结果表明：采集卡可以正常地采集信号,满足流量监视的功能。5.本监视系统可以采集和设置D07—19B型质量流量控制器的输入输出流量信号,并能完成实时显示,存储等功能。

全文目录

摘要  5-6
ABSTRACT  6-8
目录  8-10
第1章绪论  10-21
  1.1 人工心瓣热解炭  10-11
    1.1.1 人工心瓣  10-11
    1.1.2 人工心瓣用热解炭  11
  1.2 人工心瓣热解炭涂层工艺  11-14
    1.2.1 化学气相沉积  11-12
    1.2.2 沉积工艺参数与热解炭结构性能的关系  12-14
  1.3 国内外研究现状  14-19
    1.3.1 热解炭沉积工艺国内外研究现状  14-16
    1.3.2 监视与控制系统国内外研究现状  16-19
  1.4 本文研究的主要内容  19-21
第2章气体流量及气体流量控制器  21-29
  2.1 流量及流量计  21-27
    2.1.1 气体和液体  21-22
    2.1.2 体积流量和质量流量  22-23
    2.1.3 气体流量计的分类  23-27
  2.2 气体流量的控制  27-29
第3章数据采集及数据采集卡  29-38
  3.1 数据采集  29
  3.2 数据采集卡的主要技术  29-38
    3.2.1 A/D转换技术  30-32
    3.2.2 D/A转换技术  32-34
    3.2.3 总线技术  34-38
第4章人工心瓣热解炭涂层炉气体流量监视与控制系统设计  38-64
  4.1 人工心瓣热解炭涂层炉气体流量控制用气体质量流量控制器  38-43
    4.1.1 气体质量流量控制器选型  38-40
    4.1.2 D07—19B工作原理  40-42
    4.1.3 D07—19B与计算机连接  42-43
  4.2 人工心瓣热解炭涂层炉气体流量监视用数据采集卡  43-51
    4.2.1 数据采集卡选型  43-46
    4.2.2 数据格式、排放顺序及换算关系  46-47
    4.2.3 USB2831的硬件连接  47-51
  4.3 人工心瓣热解炭涂层炉气体流量监视与控制系统  51-52
  4.4 监视系统软件设计  52-64
    4.4.1 监视系统软件设计要求及解决方案  52-53
    4.4.2 监视系统软件的具体实现  53-61
      4.4.2.1 AD采样模块  54-56
      4.4.2.2 DA设置模块  56-58
      4.4.2.3 数据存储模块  58-61
    4.4.3 程序调试结果及讨论  61-64
      4.4.3.1 AD采集模块调试  61-62
      4.4.3.2 DA设置模块调试  62-63
      4.4.3.3 数据存储模块调试  63-64
第5章结论  64-65
致谢  65-66
参考文献  66-69
附录1  69-70
附录2  70-82

人工心瓣热解炭涂层炉气体流量监视与控制系统的研究

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