收藏本站
《山东大学》 2006年
收藏 | 手机打开
二维码
手机客户端打开本文

智能超低功耗超声热量表的研究与开发

杨仁建  
【摘要】:目前国内市场上的热量表产品,其流量测量部件多采用叶轮结构,这种结构对水质要求较高,叶轮材质及结构受温度影响大,并且对于户用小流量流体测量精度不高。针对这些缺点,研制了以超声波流量测量为原理的低功耗超声式热量表。从世界范围内看,低功耗超声热量表也是供热系统未来发展需求。 本文首先对超声波热量表的研究背景和意义以及国内外研究现状等进行了综述性介绍,并对目前热量表亟待解决的难题和主要研究内容作了介绍。 其次,在深入探讨现代超声检测技术的基础上,本文采用了固定短管式Z式超声探头配置方式,插入型管道安装。提出了超声多次连续低压脉冲激发,磁环滤波技术极大地降低了超声处理功耗,为系统整体低功耗设计有着巨大贡献。同时突破以往的回波处理技术,设计了全新的不对称RC构成的双T选频滤波网络放大器作为自动增益放大器,保证了在回波信号不失真的情况下有效地滤除干扰信号,放大微弱回波信号。对于回波工作点的确定,提出了基于多脉冲测量法的计数-搜索算法,保证了回波准确无误的判断,大大提高了时差计量精度,进而提高了流量检测精度。对于超声波的时差法,设计出独特的充放电电路间接测量方案,解决了小管径、低流速情况下计数器计时精度问题。文中也对超声流量测量误差做了理论上的分析。 第三,本文提出了类∑-△算法,结合单片机自带的内部比较器实现了高精度模数转换。这种方法具有电路结构简洁、成本低、温度测量实时性好、稳定性好、精度高等优点。 第四,通过对现有的热量算法分析,考虑到比热容c和载热流体密度ρ都是与温度和压力相关的函数,本文在改进的算法中将这两个参量作为温度的变量考虑,采用查表法计算,该算法比较简单,避免了对温度和密度进行复杂的数学校正。并且,对于实测温度,采用线性插值法,通过与其距离最近的点计算相应的焓值,从而得出该时刻消耗的热量,保证测量精度。 第五,详细阐述了系统控制器设计过程,选用低功耗单片机MSP430F448开发超声热量表的电子控制单元,完成硬件电路和软件设计,实现了超声热量表的高度智能化和超低功耗。 最后,对实验数据作了记录并进行了分析,基本满足设计要求。本超声热量
【学位授予单位】:山东大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2006
【分类号】:TP216

手机知网App
【引证文献】
中国期刊全文数据库 前2条
1 董社军;;超低功耗无锈蚀IC卡冷、热水表研究[J];机电信息;2011年24期
2 雒涛;丁铁夫;;基于MSP430F149的热量表[J];计算机工程与设计;2009年16期
中国硕士学位论文全文数据库 前5条
1 赵惠君;基于GPRS的地下水水情无线监测系统的设计与应用[D];太原理工大学;2011年
2 谭磊;热量计量计费一体化系统的研究与开发[D];山东大学;2008年
3 鞠文涛;超声波热量表的设计与研发[D];浙江大学;2008年
4 韩飞;基于焓差法的无磁热量表的研制[D];东北大学;2008年
5 侯丽静;基于物联网的无线热量抄表系统设计[D];曲阜师范大学;2013年
【参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 赵峻彦,李曼;单片机系统的抗干扰设计[J];长春大学学报;2005年02期
2 瞿曌,刘文彦,邓新中;接地抗干扰技术的分析与应用[J];电气传动;2005年03期
3 武鑫,周四民,郭丽;IC卡智能热量控制表的电路设计[J];仪器仪表用户;2004年03期
4 刘宗平,乔毅,袁爱进,唐明新;基于DSP嵌入式系统电磁兼容的硬件设计[J];仪器仪表用户;2005年02期
5 黄石红,高伟,陈勇;基于单片微处理器的应用系统的低功耗设计技术[J];工业控制计算机;2001年12期
6 邵朋诚;流量测量仪表──第十讲 超声波流量计[J];工业仪表与自动化装置;1995年02期
7 王智超,狄洪发,江亿,金志军,邱萍;热量表准确度的整体检定方法[J];计量技术;2002年09期
8 彭在灿;单片机控制的抗干扰技术[J];机电工程技术;2005年01期
9 谷祖康,朱江;热能表检定装置[J];上海计量测试;2003年04期
10 肖麟芬;印制电路板的抗干扰设计[J];丝网印刷;2005年01期
【共引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 傅常海,周召发,张晋,张乐;基于MSP430的钢丝绳检测装置[J];兵工自动化;2005年01期
2 陈文亮,施涌潮,梁福平;便携式高精度测温仪的设计[J];北京机械工业学院学报;2001年04期
3 李晶,莫德举;户用低功耗超声式热量表的研究[J];北京化工大学学报(自然科学版);2005年01期
4 吴宝明,彭静,彭承琳,朱新建;一种具有远程传输能力的新型血压Holter[J];北京生物医学工程;2002年04期
5 员青琳,颜德田,韦红雨,姜萍萍;基于msp430的生物反馈式括约肌的研制[J];北京生物医学工程;2004年01期
6 陈绪刚;颜德田;;基于MSP430的数字式拔火罐的设计[J];北京生物医学工程;2006年06期
7 邓泽霞;刘峰;纪钢;;基于MSP430F149的电力参数检测仪设计[J];包装工程;2011年17期
8 王明剑,李光福;远程航标差分定位遥测遥控系统及其低功耗设计[J];重庆邮电学院学报(自然科学版);2005年01期
9 邓立新,邹振春,张婕;基于MSP430的智能水表设计[J];承德石油高等专科学校学报;2004年04期
10 金海龙,潘勇;新型智能热量表的开发研究[J];传感技术学报;2005年02期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 刘明鑫;汪学刚;邹林;;基于TC35i和MSP430无线传输系统[A];第九届全国信息获取与处理学术会议论文集Ⅰ[C];2011年
2 张丽楠;张淼;盛明娅;;多通道温室营养液离子检测系统设计与性能评估[A];中国农业工程学会2011年学术年会论文集[C];2011年
3 徐立;李培玉;;基于USB的嵌入式实时数据采集分析系统[A];第九届全国振动理论及应用学术会议论文集[C];2007年
4 施叶玲;陈彬兵;;无线传感器网络在智能家居中的应用[A];2010年西南三省一市自动化与仪器仪表学术年会论文集[C];2010年
5 黄明键;汤振娟;;基于Lab VIEW的大口径热量表检定技术[A];第二十二届中国(天津)'2008IT、网络、信息技术、电子、仪器仪表创新学术会议论文集[C];2008年
6 胡美珠;武林;;基于nRF2401的动态血压监护系统设计[A];2007'中国仪器仪表与测控技术交流大会论文集(二)[C];2007年
7 吴振宇;刘崇杰;冯林;;USB接口的小型足球机器人全双工无线通信系统设计与实现[A];中国仪器仪表学会第九届青年学术会议论文集[C];2007年
8 胡家骅;何龙飞;郑永军;;基于电池的智能金属管浮子流量计的设计[A];中国仪器仪表学会第十一届青年学术会议论文集[C];2009年
9 陈富强;李浩宾;曹卫峰;胡智宏;杨存祥;崔光照;;一种采用无线遥控系统的葫芦行车遥控的设计[A];第二十届电工理论学术年会论文集[C];2008年
10 臧力;尹斌;荣梅;黄静;;GPRS在小区供热监控系统中的应用[A];全国第4届信号和智能信息处理与应用学术会议论文集[C];2010年
中国博士学位论文全文数据库 前7条
1 刘素花;节能型自治式多功能海洋环境监测系统的数据采集控制器的研究[D];中国科学院研究生院(海洋研究所);2009年
2 武广涛;超声技术用于选择式植树机智能植苗作业的研究[D];北京林业大学;2006年
3 蒋新华;锂离子电池组管理系统研究[D];中国科学院研究生院(上海微系统与信息技术研究所);2007年
4 高林;育苗生产线气吸式播种系统智能控制的研究[D];北京林业大学;2008年
5 邱红辉;电子式互感器的关键技术及其相关理论研究[D];大连理工大学;2008年
6 邓涛;供水系统加氯模式优化理论与计算方法[D];哈尔滨工业大学;2007年
7 马正兰;变速截割采煤机关键技术研究[D];中国矿业大学;2009年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 张睿;农电自动抄表技术研究[D];山东科技大学;2010年
2 赵杰;基于无线传输的主井绞车温度监测系统设计[D];山东科技大学;2010年
3 邵光;基于GPRS和ZigBee自动抄表的无磁热量表的设计与实现[D];山东农业大学;2010年
4 张明勇;便携式远程医疗检测系统设计与实现[D];大连理工大学;2010年
5 任立辉;自容式深海原位激光拉曼光谱系统的软件设计与实现[D];中国海洋大学;2010年
6 杨夫星;Modbus与CAN总线协议适配器的设计与实现[D];中国海洋大学;2010年
7 刘小磊;GPS车辆监控系统车载终端的设计与实现[D];哈尔滨理工大学;2010年
8 刘飞;便携式甲烷气体检测仪[D];哈尔滨理工大学;2010年
9 郭雪锋;风电场温度湿度无线数据采集系统[D];哈尔滨理工大学;2010年
10 李耀;仿人机器人传感检测模块的设计实现[D];浙江大学;2010年
【同被引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 张健;热计量采暖系统常用仪表及系统形式简介[J];安徽建筑;2002年06期
2 李晶,莫德举;户用低功耗超声式热量表的研究[J];北京化工大学学报(自然科学版);2005年01期
3 金海龙,潘勇;新型智能热量表的开发研究[J];传感技术学报;2005年02期
4 潘文诚;一种铂电阻高准确度测温方法[J];传感器技术;2003年11期
5 仝卫国,郭友瑞;非接触式超声热量计的设计[J];传感器技术;2005年01期
6 黎洪生;张英;;基于单片机的无磁传感水表的设计[J];传感器与微系统;2006年03期
7 彭丹;徐可欣;杜振辉;常敏;王晖;;基于锁相环技术的超声测速系统研究[J];传感器与微系统;2007年10期
8 王俊芳,王喜潮,王强;研制按户计量热量表的几点意见[J];重庆石油高等专科学校学报;2002年01期
9 徐中堂,刘庆丽;城市供热按热量计量收费的办法势在必行[J];城市发展研究;2000年01期
10 郝文江;;云计算与信息安全[J];城市与减灾;2010年04期
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 邵光;基于GPRS和ZigBee自动抄表的无磁热量表的设计与实现[D];山东农业大学;2010年
2 郑庆国;基于超声波检测技术的热能表研究与实现[D];河北科技大学;2010年
3 郭彦涛;物联网在城轨交通安全应急领域的应用研究[D];北京交通大学;2011年
4 赵轶华;基于物联网的港口散杂货疏运系统研究[D];北京交通大学;2011年
5 屈勇;基于物联网的智能高速公路系统研究[D];大连海事大学;2011年
6 白慧静;油井远程无线计量管理系统的设计[D];曲阜师范大学;2011年
7 翟春媚;户用热量表系统设计[D];云南大学;2011年
8 沈芳;DN25户用热量表基表性能的研究[D];山东大学;2011年
9 冼土明;Zigbee与GPRS融合组网技术的研究与应用[D];广东工业大学;2011年
10 张旭;城镇供热计量与管理系统的研究与设计[D];山东科技大学;2011年
【二级引证文献】
中国期刊全文数据库 前6条
1 张华强;李玉峰;张晓燕;;基于MF RC522的热量表预付费模块设计[J];电子技术应用;2010年08期
2 朱锐;梁芳;;提高超声热量表流量测量精度的结构设计[J];科技视界;2013年10期
3 刘宇宏;;基于RFID技术的非接触式IC卡智能热能表[J];科技致富向导;2013年21期
4 郭锐;李虹;杨宇;牛睿;熊红权;王玉荣;徐殊凝;;基于游标时间测量方法的超声波热量表系统[J];太原科技大学学报;2012年05期
5 阮越广;;应用TDC-GP21的户用超声波热量表设计[J];微计算机信息;2012年05期
6 姚滨滨;张宏建;唐晓宇;周洪亮;;基于时差法和TDC-GP2的超声波流量测量方法[J];自动化与仪表;2011年08期
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 姚滨滨;智能超声波热量表的开发与研究[D];浙江大学;2012年
2 李甲胜;基于能量收集技术的低功耗超声波热能表的技术研究[D];南京理工大学;2012年
3 刘艳;户用低功耗射频卡热量表的研究[D];河北工程大学;2009年
4 任晓丹;基于LabVIEW的PT1000自动测试与配对系统的设计[D];上海交通大学;2012年
5 史长青;超声波远传热量表的设计[D];东北大学;2010年
6 沈杰;超声电导治疗仪的设计与实现[D];南京理工大学;2013年
7 赵飞;超声波热量表的研究与设计[D];南京理工大学;2013年
8 侯影;超声波热量表及远程抄表系统的设计与实现[D];黑龙江大学;2013年
9 侯丽静;基于物联网的无线热量抄表系统设计[D];曲阜师范大学;2013年
10 徐莉振;热量表温度传感器配对系统的研究与设计[D];浙江理工大学;2013年
【二级参考文献】
中国期刊全文数据库 前3条
1 裴秀英,胡宝平;对热量计量收费供暖实施问题的探讨[J];包钢科技;2002年04期
2 瞿曌;;提高微机控温系统抗干扰性能的途径[J];电工技术;1997年01期
3 王慧锋,张雪申,丁集尘;智能IC卡热量表的研制[J];厦门大学学报(自然科学版);2001年S1期
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 王慧锋,张雪申,丁集尘;智能IC卡热量表的研制[J];厦门大学学报(自然科学版);2001年S1期
2 ;打造品质与服务的“双高”——清华同方谈热量表市场现状与趋势[J];IB智能建筑与城市信息;2005年01期
3 蒋炳军,徐武德;基于串行总线的热量表设计[J];电子产品世界;2004年07期
4 包胜华,孙光;热量表中的温度传感器[J];仪表技术与传感器;2003年03期
5 侯长来;可变叶轮式热量表的设计[J];科技情报开发与经济;2005年07期
6 侯长来;同轴差速式热量表的结构设计[J];仪器仪表用户;2005年01期
7 李庆利,陈曙,常丽;一种新型热量表的设计[J];山东电子;2002年04期
8 李庆利,陈曙,辛阳;一种新型热量表的设计[J];自动化与仪器仪表;2002年05期
9 葛永明;M-Bus总线及其在热量计量中的应用[J];机电工程;2003年06期
10 汤鸣红;CAN总线在热量表检测中的应用[J];煤矿机电;2003年02期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 沈芳;杜广生;刘永辉;翟成园;;改善水流特性提高超声波热量表精度的研究[A];第二十三届全国水动力学研讨会暨第十届全国水动力学学术会议文集[C];2011年
2 许爱霞;;超声涡街热量表的应用优势[A];推进供热体制改革与节能改造新技术新设备应用交流会论文集[C];2010年
3 娄承芝;安大伟;周志华;娄刚;;智能型IC卡热量表研制中的几个问题[A];全国暖通空调制冷2000年学术年会论文集[C];2000年
4 王荣;丁爱军;;浅谈热量表分类及选型[A];全国暖通空调制冷2004年学术年会资料摘要集(1)[C];2004年
5 吴建义;李华美;曹世华;;滨河小区高层住宅采暖设计[A];全国暖通空调制冷2000年学术年会论文集[C];2000年
6 齐世清;曲秀云;林平;;微功耗IC卡热量表的研制[A];中国仪器仪表学会第五届青年学术会议论文集[C];2003年
7 杜广生;刘正刚;郭兰兰;林勤春;张成刚;王肇杰;;一种新型智能户用热量表[A];第十七届全国水动力学研讨会暨第六届全国水动力学学术会议文集[C];2003年
8 赵红梅;;热量表的分类及选型[A];2007年山东省制冷空调学术年会论文集[C];2007年
9 刘正刚;杜广生;李莉;刘永辉;王宁;;用数值计算的方法改善旋翼式热量表基表性能的研究[A];第二十届全国水动力学研讨会文集[C];2007年
10 龚炳江;刘艳;;温度可控热量表的研究[A];2008中国仪器仪表与测控技术进展大会论文集(Ⅱ)[C];2008年
中国重要报纸全文数据库 前10条
1 陈威;一卡式系列热量表通过鉴定[N];太原日报;2011年
2 马琳;热量表“备案”制度背后[N];中国房地产报;2011年
3 实习记者 卢敬春 马艳;国内热量表业当自强[N];中国房地产报;2005年
4 本报记者 杨蕾;哪些因素影响热量表质量[N];中国质量报;2010年
5 本报记者 马琳;热量表标准再次修订 欲解“鱼目混珠”难题[N];中国房地产报;2011年
6 李志华;热量表打破旧有供暖格局[N];中华建筑报;2000年
7 丹麦卡姆鲁普公司北京代表处 张岫;热量表在分户计量中的应用[N];国际商报;2001年
8 本报记者 叶昌元;供热计量:日渐升温[N];中国建设报;2005年
9 张光伟郭翠平;小小热量表 节能大文章[N];中国质量报;2008年
10 郭正则;谁来角逐“热量表”百亿大市场[N];中华建筑报;2003年
中国博士学位论文全文数据库 前3条
1 刘正刚;基于流固耦合的小型旋翼式机械内部水流特性的研究[D];山东大学;2008年
2 吴晶;热学中的势能(火积)及其应用[D];清华大学;2009年
3 李守圣;地下混凝土储热桩热能存储试验与研究[D];吉林大学;2010年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 翟春媚;户用热量表系统设计[D];云南大学;2011年
2 韩飞;基于焓差法的无磁热量表的研制[D];东北大学;2008年
3 马超;基于超声波的智能型热量表的研究[D];河北科技大学;2012年
4 姚滨滨;智能超声波热量表的开发与研究[D];浙江大学;2012年
5 陈晔;低功耗超声波热量表的研制[D];电子科技大学;2012年
6 冉莹;基于单片机的热量表设计与应用[D];华北电力大学;2012年
7 赵飞;超声波热量表的研究与设计[D];南京理工大学;2013年
8 侯影;超声波热量表及远程抄表系统的设计与实现[D];黑龙江大学;2013年
9 黄振;超声热量表及远程抄表系统设计[D];南昌大学;2013年
10 屈永;超声波热量表的技术研究与设计[D];南京理工大学;2014年
 快捷付款方式  订购知网充值卡  订购热线  帮助中心
  • 400-819-9993
  • 010-62791813
  • 010-62985026