本文選題：自動測試　切入點：微生物燃料電池　出處：《哈爾濱工業(yè)大學》2017年碩士論文

【摘要】：微生物燃料電池(Microbial Fuel Cell,簡稱MFC)是一個微生物催化有機化學能直接轉(zhuǎn)化為電能的生物反應(yīng)器。MFC在工作過程中不僅能夠凈化污水,而且還能收獲電能,在一定程度上降低了污水處理的成本,因而近些年受到廣泛關(guān)注。目前市面上還沒有專門用于MFC的自動測試裝置,大多采用變阻箱搭配現(xiàn)成數(shù)據(jù)采集卡的手動或半自動測試方法,不僅測試過程繁瑣,而且不利于測量數(shù)據(jù)的后期分析與處理,因此有必要研制一套專門用于MFC的自動測試裝置�；谏鲜霰尘�,針對MFC參數(shù)測試環(huán)節(jié)對儀器設(shè)備的使用要求,研制了專門用于MFC的自動測試裝置。本文總結(jié)了目前MFC國內(nèi)外的發(fā)展現(xiàn)狀,系統(tǒng)介紹了影響MFC產(chǎn)電能力的因素,分析了MFC的測量原理,選用合適的測量方法,完成了總體方案設(shè)計。本文按照低成本、高性能以及易操作等設(shè)計思想,硬件方面采用基于Cortex-M3的STM32作為控制單元,采用穩(wěn)態(tài)放電法和中斷電流法對MFC內(nèi)阻及其構(gòu)成進行測量與分析,采用DS18B20對環(huán)境溫度進行測量,采用BH1750光強感應(yīng)模塊對環(huán)境光照強度進行測量,采用PS-LCD智能液晶屏實現(xiàn)人機交互及測試數(shù)據(jù)的顯示,設(shè)計USB和RS232兩種通訊接口與上位機進行通訊。軟件程序分為控制測量過程的儀器控制程序、用于測量結(jié)果分析的LabVIEW上位機程序和PS-LCD顯示程序。測量過程由程序控制,無需人為干預,儀器操作簡單快捷。本論文對該裝置的電壓、溫度和光照強度測量通道進行了測試,并對測試結(jié)果進行分析。測試結(jié)果表明,儀器性能穩(wěn)定、工作可靠,可以方便的測出MFC的表觀內(nèi)阻及其構(gòu)成、環(huán)境溫度和光照強度,為提高MFC產(chǎn)電能力提供合理的建議。
[Abstract]:Microbial Fuel cell (MFCs) is a bioreactor that can directly convert microbial catalytic organic chemistry into electric energy. In the process of operation, microbial fuel cell can not only purify sewage, but also harvest electric energy.The cost of sewage treatment has been reduced to a certain extent, so it has been paid more and more attention in recent years.At present, there is no automatic test device specially used for MFC. Most of them adopt manual or semi-automatic test method of resistive box with ready-made data acquisition card, which is not only cumbersome in testing process, but also unfavorable to the later analysis and processing of measurement data.Therefore, it is necessary to develop a set of automatic test equipment for MFC.Based on the above background, an automatic testing device for MFC is developed to meet the requirements of MFC parameter testing.This paper summarizes the current development of MFC at home and abroad, systematically introduces the factors that affect the power generation capacity of MFC, analyzes the measurement principle of MFC, selects appropriate measurement methods, and completes the overall scheme design.In this paper, according to the design idea of low cost, high performance and easy to operate, the STM32 based on Cortex-M3 is used as the control unit in hardware, and the internal resistance and its composition of MFC are measured and analyzed by using steady state discharge method and interrupt current method.The environmental temperature is measured by DS18B20, the environmental light intensity is measured by BH1750 light intensity induction module, and the man-machine interaction and test data are displayed by PS-LCD intelligent LCD screen. Two communication interfaces, USB and RS232, are designed to communicate with the host computer.The software program is divided into the instrument control program for controlling the measurement process, the LabVIEW upper computer program and the PS-LCD display program for the analysis of the measurement results.The measurement process is controlled by program, without human intervention, the instrument operation is simple and fast.In this paper, the voltage, temperature and light intensity measurement channels of the device are tested, and the test results are analyzed.The test results show that the instrument is stable in performance and reliable in operation. It can conveniently measure the apparent internal resistance and composition of MFC, ambient temperature and light intensity, and provide reasonable suggestions for improving the power generation capacity of MFC.
【學位授予單位】：哈爾濱工業(yè)大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2017
【分類號】：TM911.45

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本文編號：1693164