基于电容测量的液位检测技术研究

发布时间：2017-06-01 07:19

  本文关键词：基于电容测量的液位检测技术研究，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：液化天然气在现代能源工业中占有重要的地位,在液化天然气储存、运输的过程中,对液体燃料的用量监控是一个关键的环节,并且保证精确实时可靠。电容式液位传感器凭借其结构简单、成本低廉和抗严寒力强的特点在液化天然气储罐行业中有着广泛的应用。因此对更精确、更可靠的液位检测技术的研究具有重大意义。本文介绍了对目前国内外液位检测技术进行的调研情况,分析了电容式液位检测技术的测量原理和测量方法的优劣势及与其他液位检测技术的区别,在此基础上,设计了一套电容式传感器系统。该系统可精确快速地测量出电容的大小及液位的变化,并成功解决了在超低温环境下液位检测系统受温度影响较大的问题。课题结合传感器的架构,完成了基于电容数字转换芯片PCAP01和以MSP430为平台的硬件系统的设计,该系统包括信号采集电路和显示电路两部分,可完成对传感器信号采集、控制、数字显示的工作,同时分别为两部分电路编写了软件程序。从电路系统的性能和传感器的架构上分析,设计中体现了液位检测系统的精度、灵敏度和易操作性。为验证设计出的电容式液位检测系统的功能,采用介电常数与液态天然气相近的柴油、液氮作为被测液体做了大量在常温和超低温(-169°C)两种不同温度环境下的模拟实验,通过比对数据,误差分析,验证了设计的电容式液位检测系统的性能。根据柴油、液氮这两种实验采集的数据,拟合出液化天然气的测量标定曲线。目前本论文研究设计的电容式液位检测系统已实现了在超低温环境下数据采集、数据上传下发、按键外部操作等液位检测的基本功能和一定程度的用户体验。
【关键词】：液化天然气 电容式 液位测量 PCAP01
【学位授予单位】：电子科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TE626.7;O657
【目录】：

• 摘要5-6
• ABSTRACT6-10
• 第一章 绪论10-16
• 1.1 背景及研究意义10-12
• 1.2 国内外研究现状及发展趋势12-15
• 1.2.1 液位检测的发展现状12-14
• 1.2.2 电容式传感器的发展趋势14-15
• 1.3 工作指标及主要内容15-16
• 第二章 电容式液位计的测量原理及方法16-23
• 2.1 电容式液位计的测量原理16-19
• 2.1.1 存在的问题17
• 2.1.2 参数的影响17-19
• 2.2 电容式液位计的测量方法19-22
• 2.2.1 测量导电液体的电容式液位计的测量原理19-21
• 2.2.2 测量非导电液体的电容式液位传感器的测量原理21-22
• 2.3 本章小结22-23
• 第三章 电容式液位检测系统设计23-31
• 3.1 液位检测系统的构成23
• 3.2 基于电容数字转换对电容信号的检测方法23-26
• 3.2.1 PCAP01介绍23-24
• 3.2.2 PCAP01的工作原理24-26
• 3.3 传感器结构的设计与改进26-30
• 3.3.1 传感器结构的设计26-29
• 3.3.2 传感器设计中的问题及解决措施29-30
• 3.4 本章小结30-31
• 第四章 电容式液位检测系统的硬件设计31-38
• 4.1 系统硬件总体框架31
• 4.2 信号采集电路设计31-34
• 4.2.1 单片机电路32
• 4.2.2 电容检测电路32-33
• 4.2.3 电源模块33
• 4.2.4 RS-485串.通讯电路33-34
• 4.3 显示电路设计34-37
• 4.3.1 单片机电路35
• 4.3.2 数码管显示电路35-36
• 4.3.3 电源模块36-37
• 4.4 本章小结37-38
• 第五章 电容式液位检测系统的软件设计38-48
• 5.1 系统软件总体结构38-40
• 5.2 信号采集程序的设计40-44
• 5.2.1 电容检测程序设计40-41
• 5.2.2 SPI通信程序设计41-42
• 5.2.3 Flash存储程序设计42-44
• 5.3 显示程序的设计44-47
• 5.3.1 显示程序设计44-45
• 5.3.2 按键程序设计45-46
• 5.3.3 串.通讯程序的设计46-47
• 5.4 本章小结47-48
• 第六章 电容式液位检测技术的实验分析48-65
• 6.1 实验数据分析48-61
• 6.1.1 加水实验48-50
• 6.1.2 柴油实验50-55
• 6.1.3 液氮实验55-61
• 6.2 天然气特征61-64
• 6.3 本章小结64-65
• 第七章 结论与展望65-67
• 7.1 课题总结65
• 7.2 后续工作展望65-67
• 致谢67-68
• 参考文献68-72
• 附录72-77

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前1条

1 徐孝轩;陈维平;余金怀;;液化天然气的运输方式及其特点[J];油气储运;2006年03期

  本文关键词：基于电容测量的液位检测技术研究，，由笔耕文化传播整理发布。

本文编号：412044