labview的eptfe膜透气性检测系统设计【字数：16908】
labview的eptfe膜透气性检测系统设计[160515120487189]
ePTFE膜是以聚四氟乙烯为原料经膨化拉伸形成的多微孔膜，在ePTFE膜表面布满了原纤维状微孔，每一平方寸有多达90亿个。ePTFE面料集ePTFE膜的优良防水透湿性能于一体，孔隙直径在水蒸气和雨水之间,使得汗蒸汽可以很快透出织物，故为现阶段顶级的防水透气材料。本课题通过对ePTFE膜透气性能测试要求的分析，设计出一套基于LabVIEW的ePTFE膜透气性检测系统的完整方案，该系统由数据采集卡、步进电机、气泵、减压阀、传感器等硬件组成。软件通过LabVIEW编程来实现，程序采用生产者消费者架构，多个循环同时执行，提升了系统运行效率。经过运行调试，所设计的基于LabVIEW的ePTFE膜透气性检测系统实现了薄膜的透气性能测试要求，功能全面，操作简单，对检测结果能够实现实时监控，具有良好的市场前景。目录
1.绪论 1
1.1研究背景与意义 1
1.2研究现状分析 1
1.3论文主要研究内容及章节安排 2
1.3.1主要研究内容 2
1.3.2章节安排 2
1.4本章小结 2
2.ePTFE膜透气性检测系统方案设计 3
2.1系统功能要求 3
2.2需求分析 3
2.3测试方法选择 3
2.4系统方案设计 4
2.5本章小结 5
3.检测系统的硬件设计 6
3.1系统硬件结构设计 6
3.2电源模块介绍 7
3.3采集模块介绍 7
3.4调节执行模块介绍 9
3.4.1步进电机介绍 9
3.4.2电机驱动器介绍 9
3.4.3步进电机与驱动器的连接 10
3.4.4步进电机与减压阀的连接 11
3.5传感器模块介绍 12
3.5.1 风压变送器介绍 12
3.5.2 流量传感器介绍 13
3.6夹具台介绍 13
3.7硬件通道分配 14
3.8本章小结 14
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.检测系统的软件设计 15
4.1软件平台 15
4.2软件设计思路 15
4.3前面板的设计 17
4.3.1设定/SETTING 17
4.3.2测量/MEA 18
4.3.3结果/RSLT 18
4.3.4分析/ANLS 20
4.3.5校核/CAL 20
4.3.6系统/SYS 21
4.4程序框图的设计 21
4.4.1检测控制 21
4.4.2文档操作 26
4.5本章小结 31
5.检测系统的调试与分析 32
5.1调试与对比分析 32
5.1.1 系统的调试 32
5.1.2 运行结果 33
5.1.3 对比分析 34
5.2遇到的问题与解决方案 35
5.3本章小结 35
6.总结与展望 36
6.1总结 36
6.2展望 36
6.3课题对环境和社会可持续发展的影响 37
参考文献 38
致谢 39
1.绪论
随着科技的不断进步和商品经济的迅速发展，人们对生活质量有了更高的追求。而防水透气性材料与人们的生活息息相关，无论是下雨天穿的雨衣、户外运动的服装等，还是军警服或医用防护都用到了ePTFE材料，为了有效防止假冒伪劣产品以次充好欺骗消费者，对一些防水透气性材料性能的测试也变得越来越重要。
1.1研究背景与意义
市面上很多 ePTFE 透气膜都是假冒伪劣产品，国内市场比较混乱，通过网络推广的品牌大多不具有生产 ePTFE 透气膜的能力，而是采用无纺布与胶水简单复合的劣质产品。有些 ePTFE 透气膜虽然是真的，但对于透气性却无法辨别其好坏程度。实际上，ePTFE 透气膜的技术最早是从欧美国家开始引进的，该类透气膜主要有三层构成：PP 纺粘无纺布，PE 高分子透气膜，PP 纺粘无纺布。纺粘无纺布的作用主要是增强拉力和静水压及保护中间层（透气膜），真正透气主要是靠中间层 PE 高分子透气膜。然而国内各个厂家的产品制作工艺五花八门，产品质量参差不齐，没有形成一个统一的质量标准，因此针对此类透气膜的透气性所设计的检测系统在工业控制中处于一个非常重要的位置。国内的 ePTFE透气膜的透气性能检测系统大都采用手动控制，精度不高，压力难以稳定，数据显示单一，无法对检测结果进行实时监控。为了解决市面上检测 ePTFE 透气膜的透气性能系统存在的问题，同时结合市场的需求，设计出了一套能够实现自动控制、测量精度更高且可以通过电脑实时显示监控结果的透气性能检测系统。该系统操作简单便捷，检测效率高，很好地实现了防水透气膜透气性能的测试要求。
1.2研究现状分析
当前，国内在透气膜透气性检测方面的技术与国外仍然存在着很大的差异，整体的发展水平依然落后于发达国家。不过，国内的软塑包装行业正积极研制薄膜透气性测试装置，以替代高昂的进口产品，如美国膜康、丹麦 PBI等。在国内相关研究中，针对 ePTFE 透气膜透气性检测系统的研究一般是基于单片机的基础之上，其中一份研究中采用的检测方案是：首先使用压力传感器测量压力，由于压力传感器输出的电信号不能直接用于单片机，因此用 AD 转换芯片进行转换，再将转换过后的信号送至单片机，由单片机根据测出的压力值进行判断来控制比例阀的开度调节气压，从而将压力控制在一个想要的值（如 7Kpa）。在压力稳定后就对通过流量传感器气体流量进行采集。采集到的流量信号同样经过转换之后再送至单片机，由单片机进行运算、显示等其他操作。然而，该研究中的这种方法在很多方面存在问题，例如：气压控制方面处理得并不理想，会出现测试出来的压力呈现着一定幅度的脉冲状的情况。还有，触摸显示屏与单片机之间的通讯有时候会不稳定。基于上面实际现状，项目采用虚拟仪器技术替代单片机进行数据处理和过程控制。为解决气压不稳定的问题，可以在测试前使用多级减压阀来缓冲气压以此获得相对稳定的气压。根据触摸显示屏与单片机之间的通讯存在有不稳定的问题，利用电脑来替代单片机实现数据的显示、数据处理并保存等功能。
1.3论文主要研究内容及章节安排
1.3.1主要研究内容
该项目主要研究内容是让检测系统实现采集透气薄膜所受压力值与流量值并实时显示两者关系曲线从而来判断薄膜的透气性能优劣的功能。结合需要实现的功能以及实际情况，完成包括流量传感器、压力传感器等硬件的选型，硬件电路的设计和整体平台搭建。最后根据功能需求，选择合适的软件架构进行编程测试，包括前面板的设计、传感器的采集程序、电机运转控制以及数据保存。
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