新型熱式氣體質(zhì)量流量計(jì)關(guān)鍵技術(shù)研究

熱式氣體質(zhì)量流量計(jì)是基于熱量交換原理,即流動(dòng)中的氣體和熱源之間的熱量交換關(guān)系來(lái)直接度量氣體質(zhì)量流量的工業(yè)智能儀表,它具有可靠性高、量程比寬、壓力損失小、重復(fù)性好、安裝方便、易于維護(hù)等諸多優(yōu)點(diǎn),廣泛應(yīng)用于各個(gè)領(lǐng)域中氣體流量的控制和測(cè)量。本論文詳細(xì)闡述了熱式氣體質(zhì)量流量計(jì)中的關(guān)鍵技術(shù),針對(duì)目前市場(chǎng)上恒功率測(cè)量方法中控制誤差太大的問(wèn)題,確定了一種新型具有自動(dòng)溫度補(bǔ)償能力的多點(diǎn)測(cè)量的恒功率熱式氣體質(zhì)量流量計(jì)總體設(shè)計(jì)方案,力求在成本合理、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)易的基礎(chǔ)下,盡量提高流量計(jì)的精確度和可靠性。硬件設(shè)計(jì)方面以Microchip公司的PIC單片機(jī)為核心,它具有強(qiáng)大的CPU性能和豐富的外設(shè)集成模塊,很符合本設(shè)計(jì)中流量計(jì)智能化、袖珍型的要求。硬件設(shè)計(jì)方案主要分為數(shù)據(jù)采集、人機(jī)接口、通信以及電源四部分。上位機(jī)軟件采用基于Labview的圖形化G語(yǔ)言編程,大大縮短了開(kāi)發(fā)周期。為便于系統(tǒng)的維護(hù)和升級(jí),單片機(jī)軟件系統(tǒng)采用模塊化的設(shè)計(jì),包括初始化、流量計(jì)算、中斷模塊、人機(jī)接口、算法處理、通信輸出等。其中數(shù)據(jù)處理算法中引入智能檢測(cè)系統(tǒng)中的多路數(shù)據(jù)自適應(yīng)加權(quán)數(shù)據(jù)融合算法。最后,本課題在實(shí)驗(yàn)室中簡(jiǎn)易的平臺(tái)上對(duì)樣機(jī)進(jìn)行了調(diào)試及性能測(cè)試,檢驗(yàn)了樣機(jī)的靈敏度、精確度和自動(dòng)溫度補(bǔ)償?shù)目煽啃浴?shí)驗(yàn)結(jié)果顯示本課題所設(shè)計(jì)的熱式氣體質(zhì)量流量計(jì)的綜合性能基本達(dá)到了預(yù)期的設(shè)計(jì)目的。

熱式氣體質(zhì)量流量計(jì)是基于熱量交換原理,即流動(dòng)中的氣體和熱源之間的熱量交換關(guān)系來(lái)直接度量氣體質(zhì)量流量的工業(yè)智能儀表,它具有可靠性高、量程比寬、壓力損失小、重復(fù)性好、安裝方便、易于維護(hù)等諸多優(yōu)點(diǎn),廣泛應(yīng)用于各個(gè)領(lǐng)域中氣體流量的控制和測(cè)量。本論文詳細(xì)闡述了熱式氣體質(zhì)量流量計(jì)中的關(guān)鍵技術(shù),針對(duì)目前市場(chǎng)上恒功率測(cè)量方法中控制誤差太大的問(wèn)題,確定了一種新型具有自動(dòng)溫度補(bǔ)償能力的多點(diǎn)測(cè)量的恒功率熱式氣體質(zhì)量流量計(jì)總體設(shè)計(jì)方案,力求在成本合理、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)易的基礎(chǔ)下,盡量提高流量計(jì)的精確度和可靠性。硬件設(shè)計(jì)方面以Microchip公司的PIC單片機(jī)為核心,它具有強(qiáng)大的CPU性能和豐富的外設(shè)集成模塊,很符合本設(shè)計(jì)中流量計(jì)智能化、袖珍型的要求。硬件設(shè)計(jì)方案主要分為數(shù)據(jù)采集、人機(jī)接口、通信以及電源四部分。上位機(jī)軟件采用基于Labview的圖形化G語(yǔ)言編程,大大縮短了開(kāi)發(fā)周期。為便于系統(tǒng)的維護(hù)和升級(jí),單片機(jī)軟件系統(tǒng)采用模塊化的設(shè)計(jì),包括初始化、流量計(jì)算、中斷模塊、人機(jī)接口、算法處理、通信輸出等。其中數(shù)據(jù)處理算法中引入智能檢測(cè)系統(tǒng)中的多路數(shù)據(jù)自適應(yīng)加權(quán)數(shù)據(jù)融合算法。最后,本課題在實(shí)驗(yàn)室中簡(jiǎn)易的平臺(tái)上對(duì)樣機(jī)進(jìn)行了調(diào)試及性能測(cè)試,檢驗(yàn)了樣機(jī)的靈敏度、精確度和自動(dòng)溫度補(bǔ)償?shù)目煽啃浴?shí)驗(yàn)結(jié)果顯示本課題所設(shè)計(jì)的熱式氣體質(zhì)量流量計(jì)的綜合性能基本達(dá)到了預(yù)期的設(shè)計(jì)目的。