基于电磁超声复合原理的流量计研究

发布时间：2017-10-29 08:07

  本文关键词：基于电磁超声复合原理的流量计研究

  更多相关文章： 电磁流量计 超声流量计 对比核查 通讯技术

【摘要】：电磁流量计和超声流量计通常应用于工作环境较为恶劣的化工、医药、采矿和石油等行业,由于安装后拆卸不便、管线无法停役等因素,溯源较为困难。本文设计了一种电磁传感器与超声传感器相结合的复合式流量计,可实时监测流体流量,并且能够实现相互比对核查以及在线校准等功能。由于两类传感器原理的不同,根据应用场合选择适当的流量计作为监测仪表。管道内安装超声波换能器组件,将对电磁传感器正常工作产生一定的干扰,需进行理论层面的研究,确定方案可行之后,方可实际研制。整体工作如下:(1)利用CFD数值模拟技术对测量管道内流场进行仿真研究,确定换能器组件安装在管道内部的合适位置。(2)设计软、硬件系统,软件内核采用u C/OS-II嵌入式操作系统,实时性强,稳定性高。电磁传感器励磁方式采用低频三值矩形波励磁,可有效提高零点稳定性;超声传感器利用切换电路实现换能器工作方式的转换,采用“环鸣法”提高计量精度。(3)利用RS485通讯技术,读、写两台流量计参数,采用4.3寸TFT液晶屏幕展示相关数据。(4)设计薄膜按键以及表头的机械图纸,设备安装完成后进行实验测试以及数据分析。实验结果为超声流量计重复性优于0.09%,测量误差小于0.4%,电磁流量计重复性优于0.08%,测量误差小于0.4%。证明超声换能器组件的安装没有影响电磁流量计的计量精度,达到预期性能指标(精度等级0.5级)。该电磁超声一体式流量计在设计思想上创新,实验结果以及理论研究都证明原理可行。
【关键词】：电磁流量计 超声流量计 对比核查 通讯技术
【学位授予单位】：中国计量学院
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TH814
【目录】：

• 致谢5-6
• 摘要6-7
• Abstract7-15
• 1 绪论15-24
• 1.1 引言15-16
• 1.2 电磁流量计综述16-19
• 1.2.1 电磁流量计原理16-17
• 1.2.2 电磁流量计特点17-18
• 1.2.3 现状与发展方向18-19
• 1.3 超声流量计概述19-22
• 1.3.1 超声波流量计原理和优点19-21
• 1.3.2 国内外研究现状21-22
• 1.4 本文研究目的和主要内容22-24
• 2 流量计管体CFD数值模拟24-35
• 2.1 管道建模25-26
• 2.2 划分网格26-28
• 2.3 模拟计算28-33
• 2.3.1 边界条件28-29
• 2.3.2 选择模型29-31
• 2.3.3 控制参数设置31-33
• 2.4 Flunt模拟计算与处理33-34
• 2.5 本章小结34-35
• 3 流量计硬件系统设计35-51
• 3.1 电磁流量计硬件系统35-44
• 3.1.1 电源模块36-37
• 3.1.2 信号处理电路37-40
• 3.1.3 处理器系统40-43
• 3.1.4 励磁输出模块43
• 3.1.5 人机交互模块43-44
• 3.2 超声流量计硬件原理44-48
• 3.2.1 发射电路45-46
• 3.2.2 接收电路46
• 3.2.3 切换电路46-48
• 3.3 二次仪表开发48-50
• 3.3.1 通讯接口48-49
• 3.3.2 存储模块49
• 3.3.3 液晶屏驱动电路49-50
• 3.4 本章小结50-51
• 4 流量计软件系统设计51-66
• 4.1 开发平台简介51-52
• 4.2 操作系统移植52-53
• 4.3 电磁流量计软件设计53-58
• 4.3.1 数据采集54-55
• 4.3.2 定时器中断55-56
• 4.3.3 液晶显示任务56-58
• 4.4 超声流量计软件系统58-60
• 4.4.1 发射、接收模块任务58-59
• 4.4.2 流量计算任务59-60
• 4.5 二次仪表系统60-65
• 4.5.1 系统整体设计60-61
• 4.5.2 通讯任务61-63
• 4.5.3 显示任务63-64
• 4.5.4 秒更新以及按键任务64-65
• 4.6 本章小结65-66
• 5 标定及测试实验66-73
• 5.1 标定实验66-69
• 5.1.1 标定要求66-67
• 5.1.2 标定步骤67
• 5.1.3 实验67-69
• 5.2 验证实验69-72
• 5.3 本章小结72-73
• 6 总结与展望73-75
• 6.1 总结73
• 6.2 展望73-75
• 参考文献75-78
• 附录78-81
• 作者简介81

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本文编号：1112105