[发明专利]一种基于移动技术的化工流体阻力虚拟实验系统

说明书

技术领域

    本发明涉及一种化工仿真实验系统，特别是涉及一种基于移动技术的化工流体阻力虚拟实验系统。

背景技术

随着虚拟仿真技术的发展，国内外都相继建立了各种虚拟仿真实验室，取得一定进展。目前化工过程虚拟仿真存在的很多不足主要包括仿真的过程过于粗放，真实感不强，互动性少，缺少数学模型的支持，综合评估系统不完善等缺点。传统的仿真软件，缺乏真实感，化工虚拟仿真系统不真实，以往虚拟实验设备只能在PC机上进行模拟。

发明内容

    本发明的目的在于提供一种基于移动技术的化工流体阻力虚拟实验系统，提出了一种高仿真的虚拟实验设备，实现了真实感更强的3D模拟，通过Wifi连接手机，在手机中进行实验操作，针对操作者的实验过程评出成绩。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的：

一种基于移动技术的化工流体阻力虚拟实验系统，所述系统是由基于移动技术与虚拟现实技术实现化工流体阻力实验； 整个系统由真实的化工流体阻力实验设备与三维虚拟客户端系统所组成；真实实验设备包括管道系统、水泵系统、压差测量系统和显示仪表系统，同时在虚拟客户端用三维虚拟模型进行数据显示与控制；流体阻力虚拟场景安装在手机客户端上，操作虚拟客户端界面发出命令，通过无限WiFi技术，将命令传送至流体阻力实验装置中，控制阀门，调节流量；真实流体阻力实验装置上的流量计读数，通过传感器发送至手机客户端并显示在手机客户端界面上；系统自动记录实验数据，同时计算出流体阻力系数和雷诺准数，并保存在数据库中。

本发明的优点与效果是：

    本发明仿真软件能够对化工实验进行虚拟仿真，数据处理，曲线拟合。界面友好，真实感强，具有很好交互性。

附图说明

图1为本发明的整体实施方案示意图；

图2为本发明的整体实验过程示意图。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明进行详细说明。

    本发明根据真实流体阻力实验进行3D建模仿真，采用虚拟现实技术实现对三维场景的控制，包括场景空间漫游和各种开关阀门的动作仿真。采用单片机技术将阀门传感器、流量传感器和压差传感器进行连接和无线WiFi模块相连接。将虚拟客户端界面安装在手机上，通过控制界面元素，发送命令和接收数据。

    图1是本发明的整体实施方案，根据真实物理实验进行3D建模，将模型导入到Unity3D中集成，用C#编写程序控制，建立虚拟仿真实验模型。基于真实物理实验数据形成虚拟实验数据存储到数据库中，作为虚拟场景的基础数据。最后将实验数据记录和处理结果记录到数据库中。

    图2中，1.水槽，2.水泵，3.阀门，4.转子流量计，5.压力传感器 ，6.被测直管 ，7.单片机，8.WiFi模块，9.移动终端 。

    图2中水泵(2)将水从水槽中抽出，沿着箭头方向通过流量计和压力传感器流经被测直管，流回水槽，形成回路。转子流量计测量流经直管6的水的流量，压力传感器测量直管两端的压差，本实验主要测量被测直管的压差与流量的值，根据这些值计算被测直管的流体阻力系数和雷诺准数。

手机客户端界面发出信号控制真实实验的阀门的开合程度，手机界面上的阀门动画与真实物理阀门进行联动，通过阀门控制管路流体流量。管路流量通过流量计传感器实时发送流量值。同时被测管路的压力差通过内置于管路中的压力传感器实时发送压差数据。流量和压差数据数据传送到单片机，单片机通过WiFi模块将数据传送至手机客户端，并显示在手机界面上。在手机客户端内置计算流体阻力系数与雷诺准数的程序，通过计算完成整个实验过程。