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基于恒比率原理的热式质量流量计的研究与实现

作　者: 刘钰蓉
导　师: 毕淑娥；庄纪生
学　校: 华南理工大学
专　业: 集成电路工程
关键词: 热式流量计金氏定律恒比率算法红外按键
分类号: TH814.6
类　型: 硕士论文
年　份: 2011年
下　载: 25次
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内容摘要

在当今社会中,管道作为传输流体的载体,不仅在工业中有着广泛的应用,在城市建设中也发挥着巨大的作用。为了更有效的监控管道中流体的流量,对传输过程更为有效的控制,需要流量计作为一种检测和反馈流体流量这一重要参数的常用仪表。热式质量流量计具体测量的方式是将热电阻或其它电参数与温度有对应关系的器件,作为传感器,置入流体中。能够测量极低流速的微小流体流量,压力损失小且不影响测量,另外,由于测量部分没有可动部件,其可靠性高于大部分机械式流量计。传统的热式质量流量计分为恒功率式和恒温(或恒温差)式两大类。在流体比热容,含水量等性质发生变化时,传统的热式流量计会产生单点测量偏差,有兼容性和通用性较差问题存在。而实际应用中,流体的成分往往不是单一的,流体的状态也不是一成不变的。为解决上述问题,在金氏定理的基础上,本文应用恒比率算法,实现了新型的热式质量流量计,提高了测量流体范围,为应对变化流体的测量提供了新的方法和思路。作为一种应用于工业现场的仪表,传统热式质量流量计的防爆能力稍显不足。本论文在设计热式质量流量计过程中,将除电源供电以外的传输和控制部分全部改为非接触、非机械方式,信息交互传输和采集使用蓝牙通讯,现场控制采用红外按键实现,大大提高了产品的防爆性能。同时,为了适应工业现场各种不同的供电环境,在设计中的开关电源部分将采用24~48V,AC/DC通用供电方式。

全文目录

摘要  5-6
Abstract  6-9
第一章绪论  9-12
  1.1 流量计发展概述  9
  1.2 热式质量流量计的概述  9-10
  1.3 课题来源及主要研究内容  10-11
  1.4 本章小结  11-12
第二章基于恒比率原理的流量测量技术  12-36
  2.1 恒比率热式流量的算法  12-19
    2.1.1 金氏定律的应用  12-13
    2.1.2 传热学相关理论与热电阻传感器的数学模型  13-15
    2.1.3 热电阻的数学模型  15-17
    2.1.4 恒比率系数  17-19
  2.2 恒比率算法的推导和修正  19-22
    2.2.1 恒比率算法的推导  19-20
    2.2.2 参数的识别和确立  20-21
    2.2.3 参数的优化  21-22
  2.3 基于恒比率算法热式质量流量计的硬件实现  22-31
    2.3.1 实现方法一  22-26
    2.3.2 实现方法二  26-28
    2.3.3 关键器件的保护  28-31
  2.4 恒比率算法的软件实现  31-35
    2.4.1 软件实现框架  31-34
    2.4.2 软件需要考虑的问题  34-35
  2.5 本章小结  35-36
第三章对基于恒比率原理的热式质量流量计验证  36-49
  3.1 测试环境的实现方式  36-39
  3.2 恒比率原理两种硬件实现方式的对比验证  39-42
  3.3 恒比率原理流量计与恒功率，恒温差式流量计对比验证  42-48
  3.4 本章小结  48-49
第四章外围电路  49-52
  4.1 非接触式红外按键  49-50
    4.1.1 非接触式红外按键方案  49
    4.1.2 非接触式红外按键方案的问题  49-50
    4.1.3 非接触式红外按键方案的改进  50
  4.2 宽范围开关电源模块的实现  50-51
  4.3 本章小结  51-52
结论  52-53
参考文献  53-54
攻读硕士学位期间取得的研究成果  54-55
致谢  55-56
附件  56

基于恒比率原理的热式质量流量计的研究与实现

内容摘要

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