本文關(guān)鍵詞：非滿管電磁流量計(jì)的研究與設(shè)計(jì)

  更多相關(guān)文章： 非滿管 電磁流量計(jì) 電容層析成像 液位測(cè)量

【摘要】：在許多過程控制相關(guān)的領(lǐng)域中,針對(duì)流量、流速及液位的測(cè)量是必不可少的環(huán)節(jié)。傳統(tǒng)流量計(jì)在非滿管和多相流情況下,測(cè)量誤差較大,甚至無法使用。隨著現(xiàn)代生產(chǎn)智能化、信息化的發(fā)展要求,尤其在石油、化工、污水處理等行業(yè),非滿管和多相流的測(cè)量需求普遍存在,近年來相關(guān)研究逐漸成為流量計(jì)領(lǐng)域的熱點(diǎn)問題。本論文基于電容層析成像技術(shù),針對(duì)流量實(shí)時(shí)測(cè)量的需求進(jìn)行簡(jiǎn)化和改進(jìn),提出了一種新型的電容式非滿管電磁流量計(jì),該流量計(jì)可以對(duì)絕緣管道內(nèi)流體液位進(jìn)行實(shí)時(shí)高精度測(cè)量,并結(jié)合電磁流量計(jì)所測(cè)流速信息,得到非滿管狀態(tài)下的流量值。首先,針對(duì)所提出的新型流量計(jì)的傳感系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)計(jì),包括流速傳感器設(shè)計(jì)和液位傳感器設(shè)計(jì)。根據(jù)電容層析成像技術(shù)進(jìn)行改進(jìn),在絕緣管道外壁和管道屏蔽罩之間均勻鋪設(shè)6個(gè)參數(shù)相同的電容極板,構(gòu)成3組不同對(duì)稱結(jié)構(gòu)的液位測(cè)量電容傳感器;為實(shí)現(xiàn)對(duì)微小電容的測(cè)量,對(duì)比分析不同的測(cè)量方法,搭建了基于PCap01集成芯片的數(shù)據(jù)采集和信號(hào)處理系統(tǒng)。其次,由于電容極板的特殊對(duì)稱結(jié)構(gòu),在研究?jī)呻娙輼O板間容值和流體液位之間的數(shù)學(xué)關(guān)系基礎(chǔ)上,建立液位測(cè)量傳感系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型,并對(duì)所建立的模型進(jìn)行數(shù)學(xué)仿真,得到了隨著液位變化3組電容變化趨勢(shì)和規(guī)律。隨后,進(jìn)行非滿管電磁流量計(jì)測(cè)量系統(tǒng)的軟硬件設(shè)計(jì),包括微小電容數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)、流速測(cè)量系統(tǒng)等,完成了新型電容式非滿管電磁流量計(jì)系統(tǒng)樣機(jī)。最后,采用上述樣機(jī)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)測(cè)試,得到了各種不同液位下3組傳感器的電容-液位關(guān)系曲線,并與理論仿真結(jié)果進(jìn)行對(duì)比,結(jié)果表明理論計(jì)算結(jié)果與實(shí)測(cè)結(jié)果在趨勢(shì)和規(guī)律上基本一致,從而證明本文提出的新型電容式非滿管測(cè)量方法以及研制的測(cè)量系統(tǒng)的可行性,同時(shí),還具有測(cè)量范圍寬、靈敏度高、誤差小等優(yōu)點(diǎn),具有較強(qiáng)的工程實(shí)際意義。
【關(guān)鍵詞】：非滿管 電磁流量計(jì) 電容層析成像 液位測(cè)量
【學(xué)位授予單位】：哈爾濱理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：TH814.93
【目錄】：

• 摘要5-6
• Abstract6-10
• 第1章 緒論10-16
• 1.1 課題研究的背景和應(yīng)用意義10-11
• 1.2 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀11-14
• 1.2.1 非滿管電磁流量計(jì)的研究現(xiàn)狀11-13
• 1.2.2 電容層析技術(shù)及發(fā)展現(xiàn)狀13-14
• 1.3 本文主要研究?jī)?nèi)容14-16
• 第2章 非滿管電磁流量計(jì)的相關(guān)理論分析16-23
• 2.1 基于電磁流量計(jì)的流速測(cè)量16-18
• 2.2 基于電容層析技術(shù)的測(cè)量液位原理分析18
• 2.3 非滿管電磁流量計(jì)的微小電容檢測(cè)方法18-22
• 2.3.1 傳統(tǒng)電容檢測(cè)電路19-21
• 2.3.2 采用集成芯片電容檢測(cè)電路21-22
• 2.4 本章小結(jié)22-23
• 第3章 非滿管電磁流量計(jì)傳感系統(tǒng)設(shè)計(jì)23-36
• 3.1 非滿管電磁流量計(jì)傳感系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)23-26
• 3.1.1 電容傳感器系統(tǒng)設(shè)計(jì)23-25
• 3.1.2 流速傳感器結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)25
• 3.1.3 液位傳感器的布局設(shè)計(jì)25-26
• 3.2 新型非滿管電磁流量計(jì)測(cè)量原理26-27
• 3.3 液位測(cè)量傳感系統(tǒng)數(shù)學(xué)模型的建立27-33
• 3.3.1 中心對(duì)稱圓弧板間電容器的計(jì)算28-30
• 3.3.2 軸對(duì)稱圓弧板間電容器的計(jì)算30-33
• 3.4 非滿管電磁流量計(jì)液位測(cè)量數(shù)學(xué)模型的仿真及結(jié)果分析33-35
• 3.5 本章小結(jié)35-36
• 第4章 非滿管電磁流量計(jì)測(cè)量系統(tǒng)設(shè)計(jì)36-57
• 4.1 非滿管電磁流量計(jì)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)36
• 4.2 非滿管電磁流量計(jì)的勵(lì)磁方式確定36-38
• 4.3 非滿管電磁流量計(jì)的微小電容數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)設(shè)計(jì)38-43
• 4.3.1 PCap01微小電容檢測(cè)38-39
• 4.3.2 PCap01電容測(cè)量原理及連接方式的確定39-40
• 4.3.3 基于PCap01的微小電容測(cè)量電路40-41
• 4.3.4 雜散電容的抑制41-43
• 4.4 非滿管電磁流量計(jì)系統(tǒng)其他模塊設(shè)計(jì)43-46
• 4.4.1 通訊模塊設(shè)計(jì)43-44
• 4.4.2 電源模塊設(shè)計(jì)44-45
• 4.4.3 液晶模塊設(shè)計(jì)45-46
• 4.5 非滿管電磁流量計(jì)的流速測(cè)量46-49
• 4.5.1 基于AD7685的高速感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)測(cè)量46-47
• 4.5.2 基于ADR431參考電壓電路47-49
• 4.6 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)49-50
• 4.7 電容-液位對(duì)應(yīng)規(guī)律的實(shí)驗(yàn)測(cè)量與對(duì)比分析50-56
• 4.8 本章小結(jié)56-57
• 結(jié)論57-58
• 參考文獻(xiàn)58-61
• 攻讀碩士學(xué)位期間所發(fā)表的學(xué)術(shù)論文61-62
• 致謝62

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