随着现代化生产的快速发展,对能源的需求日趋增加。天然气在能源结构中是重要的组成部分,页岩气资源雄厚,奠定了我国天然气工业可持续发展的经济基础。但由于页岩气的不同地质形成条件不同。。然而,页岩气地质条件复杂、特殊,而且其分布较广、丰度较低,这就要求在采用特殊手段开采之前需对岩芯样品中的天然气含量进行测试,从而判断其是否具有开采价值。本文主要研究在传统的排水集气法测定发气量的基础上,将单片机技术应用到测试系统上来,我选择了高性能单片机作为核心处理器,利用其高速的数据处理能力,并采用步进电机及丝杠螺母作为驱动系统,利用各种传感器进行信号采集,测试数据通过蓝牙从单片机实时传输至电脑,大大降低了劳动强度,提高了效率,实现了无人自动化测试监控,同时也保证了测量的精准度和稳定性。文章主要完成了以下工作内容:(1)了解国内外页岩气研究发展的现状、收集并整理本设计中需要用到的相关资料。通过对这些资料的理解分析,掌握页岩气发气量测试系统设计时所涉及的知识,为系统设计积累一定的理论基础,在理论指导下完成页岩气发气量测试系统的设计。(2)对页岩气发气量测试系统的总体结构进行设计。通过对测试系统的工作原理和需要实现的功能分析,确定仪器主要机械结构设计、关键部分尺寸设计计算、步进电机、驱动器等外购部件选型,使用滚珠丝杠替代传统拉绳并着重对滚珠丝杠进行有限元分析,对其内部应力进行研究,结果表明滚珠丝杠设计及材料选型均符合要求。(3)设计测试系统的硬件系统。主要内容包括微处理器选型,相应的压力传感器模块、温度传感器模块、液晶显示模块的选用等,对页岩气发气量测定系统的硬件电路进行设计,包括STC89C58RD+核心电路的设计及其它具有重要功能的外围模块。最后搭建了控制系统的硬件平台,并设计了电路原理图和PCB板。(4)对页岩气发气量测试系统软件进行设计。基于Keil C51集成开发环境,完成各个软件模块的软件编程,对应用程序的任务进行了划分,并完成各项任务程序的设计。(5)对页岩气发气量测试系统进行测试。首先对测试系统程序进行测试,然后通过实验及不确定度评定的研究确定该系统已达到预期的性能要求。但是,由于自身对这一方面所了解的知识和经验不足等等因素,页岩气发气量测试系统有许多的方面还需要进一步的改进。