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项目的研究意义

本课题属于应用基础研究，是为了解决火法冶金过程中高炉炉渣粘度的测定问题，属于冶金过程中的共性问题，研究成果为国民经济和社会发展迫切需要解决的重要科技问题，因此开展这项研究具有重大的科学意义和工程实用价值。

冶金工业是我国社会经济发展的支柱产业，直接影响到国家基础设施建设和人民生活水平的提高。我们开发成功的高温粘度测定系统，解决了长期困扰冶金企业的一大共性科技难题，研究成果大大提高了我国冶金检测的水平。大力发展该高新技术产品，完全可以替代进口产品，并可出口创汇，促进我国经济发展，对科技进步有重要的推动作用。从国内外市场看，该产品在市场年销量约15000台，国内市场10000台，国外市场5000台且分布面广遍布世界各国。该产品是应用前景广阔，市场需求量大的产品。我们还将通过广泛宣传产品，开拓国内外市场，并积极争取列于国家科技计划，使该项成果在全国范围内推广应用。

本课题的研究成果目前已经在国内多家大型冶金企业应用，已经并继续为用户带来了可观的经济效益。

系统的研究内容和总体设计思路

本课题针对火法冶金过程中目前还没有比较有效的高温粘度测定和分析装置的实际情况，参考国内外相关研究的成功经验，设计出了 “高温粘度测定系统”。本课题研究的科学技术内容包括项目研究总体思路的设计;炉渣粘度测量方法的提出;测定过程中误差控制算法的设计;测定装置硬件系统的设计;控制系统和软件系统的设计等。

为了解决炉渣粘度的测定问题，测定原理和测定方法是本课题研究的核心内容，本课题比较了牛顿流体和非牛顿流体粘度的区别，分析了炉渣的流变特性。最后根据高炉炉渣特有的高温、高腐蚀的特点，粘度测量选用了计算机控制的从冷态到高温的全自动控制的扭矩旋转粘度计。

在实际操作中，为了减小测量的系统误差和测量误差的影响，对粘度的测定需要进行标定。同时为了进一步解决测量过程中杂质、气泡、测量环境中有关因素对测量结果精度的影响，提出了采用LMS滤波器进行曲线的拟合和跟踪，包括稳定性调节、过调节，以及解决优化调节的收敛性和收敛速度问题。从而最大限度去除干扰信号，稳定测量结果。

测定装置的硬件系统是实现既定测量路线的重要保障。在炉渣的性能测定系统中，设计了专用的传感系统、执行机构、温控系统、PLC、供电装置、测定箱、变速箱、样品箱等。这些测量装置的设计一方面解决了传统测定方法中需要手动操作而造成的测量误差，保证测量精度;另一方面降低了测量人员的工作强度。

数据处理方面，本系统采用计算机控制的方法。传感设备将采集到的数据输入计算机，在计算机中对数据进行存储、分析和处理，计算机根据用户设定的测量参数向执行机构发出执行命令，进而达到自动控制的目的。

最后，通过实际测得的数据与理论数据进行比对，对本课题建立的模型和采用的技术方案进行验证。

软件系统功能的实现

高温粘度测定系统控制系统的主要控制内容为温度控制、粘度测量和对执行机构的控制几个方面，另外还有一些辅助功能。在实现此系统时选用了Borland公司98年推出的全新32位Windows开发工具C++Builder。之所以选用C++Builder是因为它不仅继承了Delphi使用简便，功能强大，效率高等特点，而且它还结合C++语言所有优点。C++Builder可以说是至今最好的Windows开发工具。而根据本系统的各方面实际情况，C++Builder可更容易实现此系统的各种功能.

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