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新型热式气体质量流量计关键技术研究

姜军豪  
【摘要】:热式气体质量流量计是基于热量交换原理,即流动中的气体和热源之间的热量交换关系来直接度量气体质量流量的工业智能仪表,它具有可靠性高、量程比宽、压力损失小、重复性好、安装方便、易于维护等诸多优点,广泛应用于各个领域中气体流量的控制和测量。 本论文详细阐述了热式气体质量流量计中的关键技术,针对目前市场上恒功率测量方法中控制误差太大的问题,确定了一种新型具有自动温度补偿能力的多点测量的恒功率热式气体质量流量计总体设计方案,力求在成本合理、结构简易的基础下,尽量提高流量计的精确度和可靠性。 硬件设计方面以Microchip公司的PIC单片机为核心,它具有强大的CPU性能和丰富的外设集成模块,很符合本设计中流量计智能化、袖珍型的要求。硬件设计方案主要分为数据采集、人机接口、通信以及电源四部分。上位机软件采用基于Labview的图形化G语言编程,大大缩短了开发周期。为便于系统的维护和升级,单片机软件系统采用模块化的设计,包括初始化、流量计算、中断模块、人机接口、算法处理、通信输出等。其中数据处理算法中引入智能检测系统中的多路数据自适应加权数据融合算法。 最后,本课题在实验室中简易的平台上对样机进行了调试及性能测试,检验了样机的灵敏度、精确度和自动温度补偿的可靠性。实验结果显示本课题所设计的热式气体质量流量计的综合性能基本达到了预期的设计目的。


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