本文關(guān)鍵詞：基于電磁超聲復(fù)合原理的流量計(jì)研究

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【摘要】：電磁流量計(jì)和超聲流量計(jì)通常應(yīng)用于工作環(huán)境較為惡劣的化工、醫(yī)藥、采礦和石油等行業(yè),由于安裝后拆卸不便、管線無(wú)法停役等因素,溯源較為困難。本文設(shè)計(jì)了一種電磁傳感器與超聲傳感器相結(jié)合的復(fù)合式流量計(jì),可實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)流體流量,并且能夠?qū)崿F(xiàn)相互比對(duì)核查以及在線校準(zhǔn)等功能。由于兩類(lèi)傳感器原理的不同,根據(jù)應(yīng)用場(chǎng)合選擇適當(dāng)?shù)牧髁坑?jì)作為監(jiān)測(cè)儀表。管道內(nèi)安裝超聲波換能器組件,將對(duì)電磁傳感器正常工作產(chǎn)生一定的干擾,需進(jìn)行理論層面的研究,確定方案可行之后,方可實(shí)際研制。整體工作如下:(1)利用CFD數(shù)值模擬技術(shù)對(duì)測(cè)量管道內(nèi)流場(chǎng)進(jìn)行仿真研究,確定換能器組件安裝在管道內(nèi)部的合適位置。(2)設(shè)計(jì)軟、硬件系統(tǒng),軟件內(nèi)核采用u C/OS-II嵌入式操作系統(tǒng),實(shí)時(shí)性強(qiáng),穩(wěn)定性高。電磁傳感器勵(lì)磁方式采用低頻三值矩形波勵(lì)磁,可有效提高零點(diǎn)穩(wěn)定性;超聲傳感器利用切換電路實(shí)現(xiàn)換能器工作方式的轉(zhuǎn)換,采用“環(huán)鳴法”提高計(jì)量精度。(3)利用RS485通訊技術(shù),讀、寫(xiě)兩臺(tái)流量計(jì)參數(shù),采用4.3寸TFT液晶屏幕展示相關(guān)數(shù)據(jù)。(4)設(shè)計(jì)薄膜按鍵以及表頭的機(jī)械圖紙,設(shè)備安裝完成后進(jìn)行實(shí)驗(yàn)測(cè)試以及數(shù)據(jù)分析。實(shí)驗(yàn)結(jié)果為超聲流量計(jì)重復(fù)性優(yōu)于0.09%,測(cè)量誤差小于0.4%,電磁流量計(jì)重復(fù)性優(yōu)于0.08%,測(cè)量誤差小于0.4%。證明超聲換能器組件的安裝沒(méi)有影響電磁流量計(jì)的計(jì)量精度,達(dá)到預(yù)期性能指標(biāo)(精度等級(jí)0.5級(jí))。該電磁超聲一體式流量計(jì)在設(shè)計(jì)思想上創(chuàng)新,實(shí)驗(yàn)結(jié)果以及理論研究都證明原理可行。
【關(guān)鍵詞】：電磁流量計(jì) 超聲流量計(jì) 對(duì)比核查 通訊技術(shù)
【學(xué)位授予單位】：中國(guó)計(jì)量學(xué)院
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類(lèi)號(hào)】：TH814
【目錄】：

• 致謝5-6
• 摘要6-7
• Abstract7-15
• 1 緒論15-24
• 1.1 引言15-16
• 1.2 電磁流量計(jì)綜述16-19
• 1.2.1 電磁流量計(jì)原理16-17
• 1.2.2 電磁流量計(jì)特點(diǎn)17-18
• 1.2.3 現(xiàn)狀與發(fā)展方向18-19
• 1.3 超聲流量計(jì)概述19-22
• 1.3.1 超聲波流量計(jì)原理和優(yōu)點(diǎn)19-21
• 1.3.2 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀21-22
• 1.4 本文研究目的和主要內(nèi)容22-24
• 2 流量計(jì)管體CFD數(shù)值模擬24-35
• 2.1 管道建模25-26
• 2.2 劃分網(wǎng)格26-28
• 2.3 模擬計(jì)算28-33
• 2.3.1 邊界條件28-29
• 2.3.2 選擇模型29-31
• 2.3.3 控制參數(shù)設(shè)置31-33
• 2.4 Flunt模擬計(jì)算與處理33-34
• 2.5 本章小結(jié)34-35
• 3 流量計(jì)硬件系統(tǒng)設(shè)計(jì)35-51
• 3.1 電磁流量計(jì)硬件系統(tǒng)35-44
• 3.1.1 電源模塊36-37
• 3.1.2 信號(hào)處理電路37-40
• 3.1.3 處理器系統(tǒng)40-43
• 3.1.4 勵(lì)磁輸出模塊43
• 3.1.5 人機(jī)交互模塊43-44
• 3.2 超聲流量計(jì)硬件原理44-48
• 3.2.1 發(fā)射電路45-46
• 3.2.2 接收電路46
• 3.2.3 切換電路46-48
• 3.3 二次儀表開(kāi)發(fā)48-50
• 3.3.1 通訊接口48-49
• 3.3.2 存儲(chǔ)模塊49
• 3.3.3 液晶屏驅(qū)動(dòng)電路49-50
• 3.4 本章小結(jié)50-51
• 4 流量計(jì)軟件系統(tǒng)設(shè)計(jì)51-66
• 4.1 開(kāi)發(fā)平臺(tái)簡(jiǎn)介51-52
• 4.2 操作系統(tǒng)移植52-53
• 4.3 電磁流量計(jì)軟件設(shè)計(jì)53-58
• 4.3.1 數(shù)據(jù)采集54-55
• 4.3.2 定時(shí)器中斷55-56
• 4.3.3 液晶顯示任務(wù)56-58
• 4.4 超聲流量計(jì)軟件系統(tǒng)58-60
• 4.4.1 發(fā)射、接收模塊任務(wù)58-59
• 4.4.2 流量計(jì)算任務(wù)59-60
• 4.5 二次儀表系統(tǒng)60-65
• 4.5.1 系統(tǒng)整體設(shè)計(jì)60-61
• 4.5.2 通訊任務(wù)61-63
• 4.5.3 顯示任務(wù)63-64
• 4.5.4 秒更新以及按鍵任務(wù)64-65
• 4.6 本章小結(jié)65-66
• 5 標(biāo)定及測(cè)試實(shí)驗(yàn)66-73
• 5.1 標(biāo)定實(shí)驗(yàn)66-69
• 5.1.1 標(biāo)定要求66-67
• 5.1.2 標(biāo)定步驟67
• 5.1.3 實(shí)驗(yàn)67-69
• 5.2 驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)69-72
• 5.3 本章小結(jié)72-73
• 6 總結(jié)與展望73-75
• 6.1 總結(jié)73
• 6.2 展望73-75
• 參考文獻(xiàn)75-78
• 附錄78-81
• 作者簡(jiǎn)介81

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本文編號(hào)：1112105