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煤油蒸汽浓度检测仪设计

作 者: 潘春鹤
导 师: 丁喜波
学 校: 哈尔滨理工大学
专 业: 测试计量技术及仪器
关键词: 蒸汽浓度 热导传感器 单片机 温漂补偿
分类号: TP216
类 型: 硕士论文
年 份: 2012年
下 载: 8次
引 用: 0次
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内容摘要


航空煤油泄漏检测技术是一项关乎生产安全的重要技术,煤油泄漏检测技术的研究对于航空事业的发展有着非常重要的意义,由于对蒸汽浓度的检测极易受环境的影响,本设计在通过分析相关领域技术的现状后提出了一种基于热导原理的煤油蒸汽浓度检测方法。航空煤油的主要成分是多碳烷烃,多碳烷烃在一定温度下会挥发出可检出浓度的蒸汽,所以对煤油泄漏的检测即是对多碳烷烃挥发蒸汽浓度的检测问题,基于热导原理的蒸汽浓度检测技术就是根据不同浓度气体热导率不同来设计的,本设计以热导传感器为检测的敏感单元,环境中气体浓度的微弱变化引起热导传感器输出的电信号发生改变,把热导传感器输出的微弱信号放大滤波给单片机进行线性化处理后即可得对应的煤油蒸汽浓度值。本文根据煤油蒸汽浓度检测仪的功能要求,确定了设计的整体方案及主要的研究内容,检测仪主要由微处理器、电源转换、遥控器接收、微弱信号处理、标准输出及数码显示等模块构成。设计中采用TI的MSP430单片机为微处理单元进行相应信号的数据处理、数字滤波及线性化校准。软件部分围绕主程序实现遥控解码、浓度标定、数据写入、数码显示及标准电流输出的控制。本设计在实现的过程中提出了一种串接温漂补偿的方法,为其它类型热敏传感器温漂补偿提供了新的设计思路和实现方法。本设计在完成后对检测仪的零点漂移及线性化校准方面做了初步测试,给出了可能引起误差的原因,通过对实验结果的分析表明本设计可以满足煤油蒸汽浓度检测要求。

全文目录


摘要  5-6
Abstract  6-10
第1章 绪论  10-14
  1.1 课题背景及意义  10-11
  1.2 气体浓度检测相关领域发展状况  11-12
  1.3 课题来源及研究内容  12-14
第2章 煤油蒸汽浓度检测总体方案  14-21
  2.1 设计要求  14
  2.2 整体方案选取  14-15
  2.3 单片机选型  15-16
  2.4 热导传感器温漂补偿  16-20
    2.4.1 热导传感器温漂产生原因及补偿原理  16-17
    2.4.2 热导传感器补偿算法  17-19
    2.4.3 补偿结果分析  19-20
  2.5 本章小结  20-21
第3章 煤油蒸汽浓度检测硬件设计  21-32
  3.1 硬件总体设计  21-22
  3.2 硬件单元电路设计  22-30
    3.2.1 传感器恒流供电电路  22-23
    3.2.2 电源电路  23-24
    3.2.3 工作状态指示电路  24-25
    3.2.4 信号处理放大电路  25-26
    3.2.5 遥控接收电路  26-27
    3.2.6 数码显示电路  27-29
    3.2.7 标准电流输出电路  29-30
  3.3 硬件抗干扰措施  30-31
  3.4 本章小结  31-32
第4章 煤油蒸汽浓度检测软件设计  32-41
  4.1 软件设计总体方案  32
  4.2 主程序设计  32-33
  4.3 遥控器解码程序设计  33-35
  4.4 标定程序设计  35-36
  4.5 浓度数据处理程序设计  36-38
  4.6 标准电流输出程序设计  38
  4.7 信息存储器写入程序设计  38-39
  4.8 数码显示程序设计  39-40
  4.9 本章小结  40-41
第5章 初步测试实验  41-44
  5.1 煤油蒸汽浓度发生装置  41
  5.2 煤油蒸汽浓度测试实验  41-42
  5.3 煤油蒸汽浓度测试误差分析  42-43
  5.4 本章小结  43-44
结论  44-45
参考文献  45-49
攻读硕士学位期间发表的学术论文  49-50
致谢  50

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中图分类: > 工业技术 > 自动化技术、计算机技术 > 自动化技术及设备 > 自动化元件、部件 > 自动检测仪器、仪表
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