新型熱式氣體質量流量計關鍵技術研究

熱式氣體質量流量計是基于熱量交換原理,即流動中的氣體和熱源之間的熱量交換關系來直接度量氣體質量流量的工業智能儀表,它具有可靠性高、量程比寬、壓力損失小、重復性好、安裝方便、易于維護等諸多優點,廣泛應用于各個領域中氣體流量的控制和測量。本論文詳細闡述了熱式氣體質量流量計中的關鍵技術,針對目前市場上恒功率測量方法中控制誤差太大的問題,確定了一種新型具有自動溫度補償能力的多點測量的恒功率熱式氣體質量流量計總體設計方案,力求在成本合理、結構簡易的基礎下,盡量提高流量計的精確度和可靠性。硬件設計方面以Microchip公司的PIC單片機為核心,它具有強大的CPU性能和豐富的外設集成模塊,很符合本設計中流量計智能化、袖珍型的要求。硬件設計方案主要分為數據采集、人機接口、通信以及電源四部分。上位機軟件采用基于Labview的圖形化G語言編程,大大縮短了開發周期。為便于系統的維護和升級,單片機軟件系統采用模塊化的設計,包括初始化、流量計算、中斷模塊、人機接口、算法處理、通信輸出等。其中數據處理算法中引入智能檢測系統中的多路數據自適應加權數據融合算法。最后,本課題在實驗室中簡易的平臺上對樣機進行了調試及性能測試,檢驗了樣機的靈敏度、精確度和自動溫度補償的可靠性。實驗結果顯示本課題所設計的熱式氣體質量流量計的綜合性能基本達到了預期的設計目的。

熱式氣體質量流量計是基于熱量交換原理,即流動中的氣體和熱源之間的熱量交換關系來直接度量氣體質量流量的工業智能儀表,它具有可靠性高、量程比寬、壓力損失小、重復性好、安裝方便、易于維護等諸多優點,廣泛應用于各個領域中氣體流量的控制和測量。本論文詳細闡述了熱式氣體質量流量計中的關鍵技術,針對目前市場上恒功率測量方法中控制誤差太大的問題,確定了一種新型具有自動溫度補償能力的多點測量的恒功率熱式氣體質量流量計總體設計方案,力求在成本合理、結構簡易的基礎下,盡量提高流量計的精確度和可靠性。硬件設計方面以Microchip公司的PIC單片機為核心,它具有強大的CPU性能和豐富的外設集成模塊,很符合本設計中流量計智能化、袖珍型的要求。硬件設計方案主要分為數據采集、人機接口、通信以及電源四部分。上位機軟件采用基于Labview的圖形化G語言編程,大大縮短了開發周期。為便于系統的維護和升級,單片機軟件系統采用模塊化的設計,包括初始化、流量計算、中斷模塊、人機接口、算法處理、通信輸出等。其中數據處理算法中引入智能檢測系統中的多路數據自適應加權數據融合算法。最后,本課題在實驗室中簡易的平臺上對樣機進行了調試及性能測試,檢驗了樣機的靈敏度、精確度和自動溫度補償的可靠性。實驗結果顯示本課題所設計的熱式氣體質量流量計的綜合性能基本達到了預期的設計目的。