冷凝重量法水分仪的设计与实现

发布时间：2017-09-03 07:25

  本文关键词：冷凝重量法水分仪的设计与实现

  更多相关文章： 烟气湿度 重量法 水分仪 STM32 称重传感器

【摘要】：大气污染所引发的健康问题,己经引起各国政府和民众的极大重视。控制大气污染问题的重点在于对火力发电厂烟气、工业锅炉烟气的治理与控制。烟气工况重要参数之一的烟气湿度对烟气脱硫除尘系统影响重大。因此,对烟气湿度测量技术的研究具有相当重大的意义。本文根据重量法原理,针对现有重量法测量装置存在的缺陷,设计一种基于冷凝重量法的烟气湿度测量装置。主要工作如下：1、针对现有重量法装置的不足提出以下改进：测量前检查装置气密性；在采样器和干燥管之间连接一个冷凝器,先冷凝后干燥,提高测量的精度；分别给冷凝管和干燥管设置称重平台,实时测量冷凝干燥水分重量,提高自动化程度；在干燥管之后连接一个露点仪,测量经过冷凝干燥后排出的烟气残余水分的露点,判断干燥剂的吸湿效果并根据露点计算经过冷凝干燥后烟气中水分的质量。2、针对上述改进,系统硬件平台选用STM32处理器,详细介绍了各个模块的工作原理和硬件电路设计方案,主要包括水分称重电路、水平检测电路、气密性检测电路,质量流量控制器控制和采样电路,冷凝器温度监测电路,以及EEPROM数据存储电路、采样泵控制电路、显示与按键电路、系统电源电路以及一些外围电路。3、软件部分首先对软件设计流程作了详细的介绍,受模块化编程思想的启发,把软件部分分成小块逐步实现。然后着重阐述系统定时器、系统时钟、中断向量和串口初始化。在此基础上,编写应用程序实现了LCD控制器的初始化设置和数据写入,IIC总线数据传输,系统要素采集及处理,数据存储等任务。为了有效抑制随机脉冲干扰,对倾角、称重采用去极值滑动均值算法做数据处理,采用BP神经网络进行温度补偿,效果显著。4、利用串口把A/D转换结果显示在电脑上,验证滤波算法能够抑制随机脉冲对称重结果的干扰。通过实验室湿度测量数据以及与使用阻容法、激光法、干湿球法的仪器现场测量的数据进行综合对比分析,结果表明冷凝重量法水分仪测量低湿时相对偏差较大,可适当延长采样时间增加冷凝吸收的水分重量来提高精度；高湿情况下相对偏差较小,与阻容法、激光法、干湿球法相关性较好,满足了设计初的可靠性和稳定性要求。
【关键词】：烟气湿度 重量法 水分仪 STM32 称重传感器
【学位授予单位】：南京信息工程大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：X851
【目录】：

• 摘要7-9
• Abstract9-11
• 第一章 绪论11-17
• 1.1 课题研究背景11-12
• 1.2 国内外烟气湿度测量技术研究12-13
• 1.2.1 国外湿度测量技术研究12
• 1.2.2 国内湿度测量技术研究12-13
• 1.3 测量烟气湿度的目的和意义13-15
• 1.3.1 烟气湿度对烟气脱硫的影响14-15
• 1.3.2 烟气湿度对烟气除尘的影响15
• 1.4 论文的主要研究内容和结构安排15-17
• 1.4.1 论文的主要研究内容15-16
• 1.4.2 论文主要章节结构16-17
• 第二章 冷凝重量法水分仪系统总体设计17-26
• 2.1 烟气湿度的定义17
• 2.2 烟气湿度的几种测量方法17-22
• 2.2.1 重量法18-19
• 2.2.2 干湿球法19-20
• 2.2.3 冷凝法20-21
• 2.2.4 干湿氧法21
• 2.2.5 激光法21-22
• 2.3 现有方法改进22-23
• 2.4 系统概述23-24
• 2.5 关键技术24-25
• 2.6 本章小结25-26
• 第三章 冷凝重量法水分仪系统硬件设计26-44
• 3.1 系统硬件设计方案26-27
• 3.2 硬件平台器件选型27-34
• 3.2.1 主控制器27-28
• 3.2.2 质量流量控制器28-29
• 3.2.3 冷凝器29-30
• 3.2.4 采样器30-31
• 3.2.5 称重传感器31-34
• 3.3 硬件系统设计34-43
• 3.3.1 称重传感器电路34-35
• 3.3.2 水平检测电路35-36
• 3.3.3 质量流量控制器电路36-37
• 3.3.4 温度传感器电路37
• 3.3.5 压力传感器电路37-38
• 3.3.6 EEPROM存储电路38-39
• 3.3.7 采样泵控制电路39
• 3.3.8 电源电路39-41
• 3.3.9 液晶显示与按键电路41-42
• 3.3.10 串口电路42
• 3.3.11 SWD调试电路42-43
• 3.3.12 晶振电路电路43
• 3.4 本章小结43-44
• 第四章 冷凝重量法水分仪系统软件设计44-60
• 4.1 软件开发平台介绍44-45
• 4.2 冷凝重量法水分仪软件的开发45-47
• 4.3 主控制器配置程序设计47-48
• 4.4 液晶屏程序设计48-49
• 4.5 IIC串行总线49-53
• 4.6 参数采集程序设计53-55
• 4.7 水平检测报警55-56
• 4.8 温度补偿56-59
• 4.9 本章小结59-60
• 第五章 冷凝重量法水分仪系统测试60-81
• 5.1 烟气湿度的计算公式60-62
• 5.2 称重传感器测试62-65
• 5.2.1 滤波算法测试62-64
• 5.2.2 称重传感器精度测试64-65
• 5.3 实验室测试65-72
• 5.3.1 测试仪器65-66
• 5.3.2 测试过程66-68
• 5.3.3 测试结果及分析68-72
• 5.4 EMC测试72-74
• 5.5 现场对比试验74-80
• 5.5.1 测量仪器74
• 5.5.2 测量过程74-78
• 5.5.3 测量结果与分析78-80
• 5.6 本章小结80-81
• 第六章 总结与展望81-83
• 6.1 总结81-82
• 6.2 展望82-83
• 参考文献83-88
• 附录1 冷凝重量法水分仪系统设备88-89
• 附录2 EMC测试报告89-91
• 作者简介91-92
• 致谢92

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