张榆平[1]2003年在《新型智能流量积算系统的研究》文中研究指明流量积算仪是智能仪表系列中的重要组成部分，它随着现代计算机技术的发展而不断发展和完善。本论文论述和设计了基于新型单片机的智能流量积算系统。本着小型化、智能化的原则，设计中采用Philips公司带下载功能的高性能P89C51RD2单片机作为控制核心；设计了LED并配以小键盘构成的便捷人机对话接口；辅以打印输出、数据存储、开关量输出；系统采用AC-DC电源模块为系统供电；构成高精度数据采集处理平台。 论文首先对智能仪表和智能流量积算仪简要介绍。第二章对流量积算仪中所需要采集的信号的测量原理和方法进行分析，并对误差、补偿分析等做出了详细介绍；第叁章在功能电路中介绍了系统中的微处理器的ISP和IAP功能，特别是系统开发中的应用，其它功能电路还包括日历时钟电路、数字信号的转化、显示和键盘电路，打印和输出电路等。第四章中先介绍了程序中使用的一些数学模型和利用设置二级参数确定输入信号类型的方法；第五章中介绍了采用自顶向下的模块划分程序设计方法编制的系统软件的过程，并在章末介绍了系统调试方面出现的问题和相应的解决方案；第六章利用MCU的下载特性和网络功能，推出实现智能仪表软件的远程升级方案，通过软件设计，使得仪表有了更为广泛的应用空间，实现单表多用。综上所述，本论文设计的流量积算系统采用了稳定可靠的结构设计，充分利用MCU的硬件资源和软件的优化，使其具有优良的操作界面，高的测量精度，便于升级，集新颖性、实用性于一体。
徐刚[2]2009年在《一种新型散状固体物料动态计量装置的研究与设计》文中进行了进一步梳理计量在科研、生产和经营活动中起着非常重要的作用,是国民经济的基础技术工作之一。工业生产中的散状固体物料,种类繁多,物理特性差别较大,在加工、储存、运输和配料时的计量,尤其在连续动态情况下的计量比较困难。目前,对散状固体物料的动态计量所采用电子皮带秤、核子秤和冲板流量计叁种计量方式均存在一些不足,直接影响计量的准确度和稳定性。相对而言,冲板流量计具有抗冲击、过载能力强、抗粉尘、下料连续等优点,用其计量散状固体物料是很理想的选择。论文在现有的传统型冲板流量计的研制基础上,应用机械设计理论及测量技术的相关原理,从计量装置的整体设计和系统配套入手,进行研究和设计。首先,介绍了计量装置在工业化生产中的重要作用和国内外固体物料计量装置研究概况,分析了电子皮带秤、核子秤和冲板流量计的使用现状、计量原理及存在的问题,提出了本文研究的主要内容和研究方向。接着,对散状固体物料智能计量装置的设计理论进行了分析,比较了计量装置的基本数值换算原理、计量误差等关键因素,论述了冲板测量计的适用性、解决现有问题的关键技术和设计原理,提出了一种新型散状固体物料动态计量装置的设计方案。然后按照设计方案,对装置和性能参数两部分做了研发设计。通过秤架的结构分析,对影响计量精度较大的秤架结构进行了合理的创新设计,使物料的下落曲线形状更有利于测量,简化了原有装置复杂的秤架结构,减轻了整体结构重量,同时阐明了以新结构秤架为核心的整体装置所具有的明显技术优势。通过性能参数的设计,对称重传感器、变送器和积算仪等测量仪器的工作原理及适用工况进行了分析,确定了更加先进、更加可靠的测量仪表。最后,按照设计规范的要求,制作了实验样机,并根据校验原理及方法,设计了校验装置,模拟实际工况进行了静态校验、动态累计误差的校验和稳定度的校验并讨论了其稳定性。通过对校验所得的数据与某企业使用中的传统型设备相关数据的图表对比,本设计符合预期目标且性能优于同类设备,同时解决了现有散装固体物料在动态计量过程中普遍存在的计量精度不高、结构复杂、维修工作量大等问题。设计成果——新型散状固体物料动态计量装置是一种精度高、测量范围广、结构合理、过载能力强的计量设备。本新型的散状固体物料动态计量装置可广泛适用于煤矿、码头、电厂等连续动态散状固体物料计量,替代传统的电子皮带秤和核子秤,即使在不能使用皮带秤送料的条件下,如链板、刮板、螺旋等多种物料输送机和料仓出料口,也可选用该计量装置。该装置已由国家知识产权局于2008年通过为发明专利予以公开,即将获得发明专利授权。
杨琴[3]2007年在《涡轮流量计表头研制》文中进行了进一步梳理涡轮流量计表头也即是一种流量积算仪,是智能仪表中的重要组成部分,它随着现代计算机技术的发展而不断发展和完善。本论文论述和设计了基于新型单片机智能流量积算系统。本着小型化、智能化的原则,设计中采用Philips公司的高性能、微功耗P89LPC922单片机作为控制核心;设计了LCD并配以小键盘构成便携人机对话接口;整个系统结构简单,操作方便,并且功耗极低。论文首先对本课题的背景、以及流量计的分类和发展状况做了一个简要的分析、介绍,得出流量测量仪表对于工业发展的重要意义,和开发新型仪表的重要性;第二章我们从涡轮流量计的计量原理出发、得出了本仪表的测量方法,进而提出了本测量仪表所要实现的功能以及软件和硬件两部分的的技术要求;接下来第叁章我们对本设计的硬件电路的各个主要部分电路作了详细的介绍,分析了每个电路所实现的功能。第四章讲述本设计的软件实现部分。这一章将分别解析本测量系统的几个主要软件功能程序模块的编程实现;第五章讲述本测量仪表的使用说明。最后得出本设计的结论以及对以后的发展趋势作了简要分析。综上所述,本论文设计的流量积算系统采用了稳定可靠的结构设计,充分利用MCU的硬件资源和软件优化,使其具有优良的操作界面,高的测量精度,体积小,功耗低,实用性强,用户操作简便。
王笑[4]2007年在《用于流量测量的网络传感器的研究》文中研究指明针对当前各个领域中仪器的智能化、信息化、网络化的发展趋势,传统的流量计和通用的流量积算仪也力求提高精度和使用范围,以便实现流量测量远程监控和信息共享。传统的流量计大都采用HART、CAN、RS485等进行组网,由于几种总线各有特点但互不兼容,不能统一组态,给用户带来了不便;而且在传输距离、扩展性、通信速率等方面也受到很大的限制。随着以太网技术的发展,本文提出了一种基于TCP/IP传输协议的网络化流量测量方案,即采用标准的网络协议,将流量测量和网络技术有机的结合起来,使客户机实现对现场流量测量的远程控制和数据处理。本系统以单片机为控制核心,采用了模块化结构。在流量测量模块中,首先选取相应的传感器设计测量电路,获取积算所需的差压信号以及补偿所需的绝压和温度信号,再通过单片机控制A/D模数转换进行信号的采集以及软件补偿、积算和显示;单片机还可以提供积算算法在线更新的功能;在网络传输模块中,通过单片机控制网络协议栈芯片的运作,并通过网络接口芯片与以太网进行连接。单片机处于不停的监听端口等待远程连接的状态,当远程客户机访问该系统时,单片机根据远程客户机不同的指令,将流量传输给远程客户机,以供远程客户机进行数据处理和监视。该系统实质是使流量计本身实现TCP/IP网络通信协议,将流量计作为网络节点直接与计算机网络通信,大大提高了系统的数据传输速度、传输距离以及测量精度。通过网络,用户能够远程监测或控制过程和实验数据;通过网络,一个用户还可以远程监控多个测量过程,而多个用户也可以同时对同一过程进行监控,具有更大的实用价值。
赵欣华[5]2010年在《基于MSP430系列单片机气体流量积算仪的研究》文中研究指明流量计量广泛应用于工业生产、交通运输、能源计量、国防建设、环境保护、生物技术、科学研究以及人民生活各个领域中。伴随科学技术的进步,人们对流量计量提出了更高的要求,而在全球自然资源供应日趋紧张的今天,提高流量测量精度具有举足轻重的现实意义。根据实现功能的需要,本课题设计了一款基于MSP430系列单片机的气体涡轮流量积算仪。相对于传统仪表,它具有功耗低、线性度好、测量精度高、测量范围宽、可靠性好等优点。控制器的主控芯片采用具有低功耗、稳定性好、驱动能力强等优点的MSP430系列单片机。在信号采集方面,采用了零功耗韦根德传感器,从根本上改善了信号采集部分的性能,使得流量计量做到了精确测量,同时由于韦根德传感器不消耗系统的电能,为流量积算仪实现低功耗、高精度测量提供了良好的基础。由于气体受温度压力影响很大,在设计时采用了实时温压补偿措施,提高了流量仪表的测量精度。根据脉冲频率与仪表系数的关系,对流量积算仪的仪表系数进行不等距分段修正,从而获得准确的仪表系数。通讯方面可以选择RS485和HART总线两种工作方式,方便了流量仪表与上位机的连接。在软件部分,采用模块化设计,使用软件冗余技术和容错技术增强软件的可读性。通过理论分析及实验,证明这种智能流量计能够在高精度和低功耗两方面取得很好的效果,可以称得上是一种功能强大、应用范围广的新型流量积算仪,并且有极大的发展潜力及市场前景。
凌波[6]2006年在《内锥智能流量计积算仪及其管理软件远程操作平台的研究》文中认为差压流量计是工业中使用最广泛的一种流量计,广泛应用于石油、天然气、化工等许多领域。内锥流量计是一种新型的差压式流量计,和传统的差压流量计相比具有压力损失小、要求前后直管段短、抗脏污等优点,尤其是在一些特殊的应用场合,如近海油田湿气测量、垃圾焚烧发电、焦炉煤气的测量等,具有明显的优势。由于内锥流量计具有这些特性,因此近几年来成为了国内外的研究热点。同任何一次节流装置一样,必须配套使用高质量的智能流量积算仪才能充分获得整体优异的系统性能,因此有必要对此进行研究。本课题针对内锥流量计特点,设计了一种智能流量积算仪及管理软件远程操作平台。整个设计围绕着高精度、低功耗、集成化、智能化的原则来进行,所做的工作主要包括不同流体介质密度补偿模型的比较研究,智能流量积算仪样机的研制,及管理软件远程操作平台的设计。首先,根据内锥流量计的测量原理,确立了测量时的流量计算公式。并针对不同流体介质,对其实际测量中的密度补偿模型进行了比较研究。特别针对蒸汽流量时采用了全新的IAPWS-IF97公式对水蒸汽的流量测量进行密度补偿,克服了传统水蒸汽密度补偿方法不能适应工况大范围变化或不能满足精度要求的缺陷,提高了测量的精度。其次,根据功能要求,设计了以MSP430F149单片机为控制核心的智能流量积算仪,硬件方面本着低功耗、集成化的原则,采用了单片机自带的12位A/D转换器、低功耗液晶显示器和实时时钟芯片;软件方面则采用了消息驱动、模块化的编程思想,编制了高精度流量测量及补偿程序。最后,利用单片机的自编程特性,开发了智能流量积算仪的管理软件远程操作平台,实现了仪表的远程升级,使仪表有了更为广泛的应用空间,实现单表多用。实验结果表明,本系统内嵌入的水蒸汽密度补偿公式具有较高的计算精度,在工业常用水蒸汽范围内饱和蒸汽密度平均相对误差为0.05%,过热蒸汽密度平均相对误差为0.08%,积算仪的流量测量计算平均相对误差为0.39%。
魏思佳[7]2008年在《网络型智能流量积算仪设计及应用》文中提出随着经济的高速发展和现代化企业管理水平的提高,传统的入户抄表不仅工作量大、效率低,而且差错率和人为误差高。为此,热电企业需要一种通信可靠,计量准确的远程蒸汽抄表解决方案。流体流量的监测与控制是企业进行经济效益分析、结算和决策的重要依据,因此对于流量的准确性的要求非常高。本文以威海热电厂蒸汽计量远程监控系统改造为背景,旨在设计集流量积算、数据采集、数据存储、GPRS通信等功能于一体的网络型智能流量积算仪,并建立高效、可靠、稳定的监控网络。主要内容包括:首先,根据热电企业监控中心的管理需求,对热电厂监测系统进行了总体方案设计,对流量积算、数据采集、数据存储、数据传输、实现GPRS模块通信以及GPRS网络连接等问题作了细致的研究。其次,设计了网络型智能流量积算仪,具有蒸汽积算、数据采集、数据存储、传输等功能,实现了一表多用。以P80C552为流量积算的处理核心,实现流量积算等功能;采用AT89C51作为数据传输的处理核心,完成蒸汽实时数据的采集,并且将数据协议化处理、存储以及传输给GPRS通信模块等功能。最后,以ARM7(LPC2210)为核心,在BenqM22GPRS通信模块的基础上建立的GPRS通信终端硬件平台,以μC/OS-П为软件平台,最终实现了GPRS无线模块与GGSN建立一条逻辑通路,进行数据传输,实现了蒸汽外网计量远程监测的技术要求,系统运行安全、可靠,达到设计目的。
姚瑞林, 孙智光[8]2007年在《新型智能流量积算仪的设计》文中研究说明为满足工业现场对能源计量的多种要求,现场在流量测量过程中,采用高速模数转换芯片,提高了流量测量的适时性和准确度。辅以无纸记录、远距离通信、高效率电源等技术支持,使得能源计量更准确、更科学。
陈力[9]2006年在《智能化流量积算控制仪研究》文中进行了进一步梳理近年来,伴随着工业生产、医疗卫生等领域的技术进步,人们对流量计量提出了更高的要求,而在全球自然资源供应日趋紧张的今天,提高流量测量精度更具有举足轻重的现实意义。本文以一种新型的差压式流量计——纺锤体流量计作为流量测量前端,结合嵌入式技术和RS-485串行通信技术,共同构成智能化流量积算控制仪系统。本着小型化、智能化的原则,该积算仪采用SST公司的微控制器SST89E564RD作为控制核心,并设计了由数码管和矩阵式键盘组成的人机对话接口。在测量过程中,系统以流量计节流所获得的差压信号作为主信号、绝压和温度信号作为补偿信号进行流量积算,这叁种信号分别由相应传感器感知后,经各自的物理信号测量电路转换为电信号,再由A/D转换模块转变为数字量,交微控制器进行处理、积算。置于测量现场的多台积算仪与上位PC机之间可以通过RS-485串行总线进行数据传输,构成高精度的分布式测量网络。采用纺锤体流量计作为测量前端,成功的解决了传统节流装置测量精度低、压力损失大等缺陷,配以专用的积算仪系统,不仅避免了通用变送器与通用积算仪之间多次A/D、D/A转换所造成的精度损失,提高了测量精度,还简化了系统结构,使仪表的安装更加方便,具有很高的实用价值。
孟祥适[10]2004年在《基于零功耗脉冲传感器的智能流量积算仪的研究》文中研究指明针对目前国内许多测量天然气的场合还在大量应用机械式罗茨流量计的现状,研制一种基于零功耗脉冲传感器的智能流量积算仪。积算仪将罗茨流量计的计量原理与单片微机结合起来,配合一定的电子线路和软件,开发成具有多种功能、数字显示的智能型表头。脉冲传感器选择韦根传感器,是一种零功耗磁敏传感器。韦根传感器的使用,从根本上改善了信号采集部分的性能,在保障精确测量机械转子转动的同时,不消耗系统的电能,为流量积算仪实现低功耗、高精度测量提供了良好的基础。在全量程范围内依据脉冲频率的大小对流量积算仪的仪表系数进行分段修正,从而获得准确的仪表系数。脉冲频率的采集依据大流量和小流量两种情况分为直接采集和测周期转换频率两种方法,从而达到理想的效果。为了获得对气体高精度的温压补偿,利用压缩系数Z弥补理想气体状态方程的局限性。根据对比态原理,推导出一种计算压缩系数的数学模型,算法简单准确,利于单片机的实现。另外,系统配有标准电流输出模块和基于GPRS网络的无线数据传输模块,可以根据实际需要选用,选用时必须采用外部电源供电方式。经过理论推导和试验研究,证明这种智能流量积算仪能够在低功耗和高精度两个方面取得很好的效果,并且设计方案切实可行,已经逐步在市场上应用。
参考文献：
[1]. 新型智能流量积算系统的研究[D]. 张榆平. 西南交通大学. 2003
[2]. 一种新型散状固体物料动态计量装置的研究与设计[D]. 徐刚. 太原理工大学. 2009
[3]. 涡轮流量计表头研制[D]. 杨琴. 电子科技大学. 2007
[4]. 用于流量测量的网络传感器的研究[D]. 王笑. 南京航空航天大学. 2007
[5]. 基于MSP430系列单片机气体流量积算仪的研究[D]. 赵欣华. 天津大学. 2010
[6]. 内锥智能流量计积算仪及其管理软件远程操作平台的研究[D]. 凌波. 天津大学. 2006
[7]. 网络型智能流量积算仪设计及应用[D]. 魏思佳. 哈尔滨工业大学. 2008
[8]. 新型智能流量积算仪的设计[J]. 姚瑞林, 孙智光. 自动化仪表. 2007
[9]. 智能化流量积算控制仪研究[D]. 陈力. 南京航空航天大学. 2006
[10]. 基于零功耗脉冲传感器的智能流量积算仪的研究[D]. 孟祥适. 天津大学. 2004
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