壓縮天然氣加氣機檢測裝置系統(tǒng)設(shè)計與試驗研究

【摘要】：當前我國尚未建立高壓氣體流量計量的國家標準，原有的CNG加氣機標準裝置已經(jīng)不能滿足CNG加氣機檢定校準的需求。通過研究分析當前市場上CNG加氣機的計量性能，研制完成兩套檢測CNG加氣機的標準裝置，一套質(zhì)量法CNG加氣機標準裝置，一套標準表CNG加氣機標準裝置，通過試驗驗證了兩套標準裝置的計量性能，同時對兩套裝置進行了量值傳遞與溯源的工作，分析并給出了兩套標準裝置的不確定度。本文具體完成以下幾方面的工作： 1.通過分析當前主要CNG加氣機的計量性能及相應的標準，比較各種氣體流量標準裝置的工作原理及特性，選擇適合檢測CNG加氣機的兩套標準裝置，并提出了兩套標準裝置的系統(tǒng)設(shè)計指標。 2.根據(jù)標準表法CNG加氣機標準裝置的設(shè)計指標，選用高準確度的質(zhì)量流量計，通過兩臺標準表并聯(lián)的方式，解決了檢定校準大流量加氣機時，流量范圍達不到要求的問題；裝置電控部分核心芯片選用ARM Cortex-M3內(nèi)核的STM32F107VC微處理器，并基于此處理器，設(shè)計完成一套嵌入式檢測軟件。 3.根據(jù)質(zhì)量法CNG加氣機標準裝置的設(shè)計指標，選擇兩種量程的高精度工業(yè)電子天平作為標準器，設(shè)計了一套質(zhì)量法CNG加氣機檢測軟件，提高了CNG加氣機的檢定效率。 4.對兩套標準裝置進行了試驗分析，以標準砝碼為標準對質(zhì)量法標準裝置計量性能進行了驗證分析，以研制成功的質(zhì)量法CNG加氣機標準裝置為標準器對標準表法CNG加氣機標準裝置進行了試驗分析；在檢測介質(zhì)分別為壓縮空氣和壓縮天然氣情況下，對標準表法CNG加氣機標準裝置的試驗結(jié)果進行比對，驗證了用壓縮空氣代替壓縮天然氣作為檢測介質(zhì)的可行性。 【關(guān)鍵詞】：CNG加氣機 標準表法 質(zhì)量法 量值溯源
【學位授予單位】：中國計量學院
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2013
【分類號】：TP274
【目錄】：

• 致謝6-7
• 摘要7-8
• Abstract8-13
• 圖清單13-15
• 表清單15-16
• 1 緒論16-24
• 1.1 壓縮天然氣汽車發(fā)展現(xiàn)狀16-18
• 1.2 壓縮天然氣加氣機發(fā)展現(xiàn)狀18-19
• 1.2.1 壓縮天然氣加氣站與壓縮天然氣加氣機18-19
• 1.2.2 壓縮天然氣加氣機的主要性能指標19
• 1.3 壓縮天然氣加氣機計量技術(shù)現(xiàn)狀19-21
• 1.3.1 量值傳遞與量值溯源19-20
• 1.3.2 壓縮天然氣加氣機檢定校準中存在的問題20-21
• 1.4 論文研究的目的和意義21-22
• 1.5 論文的主要研究內(nèi)容及組織結(jié)構(gòu)22-23
• 1.5.1 論文研究內(nèi)容22
• 1.5.2 論文組織結(jié)構(gòu)22-23
• 1.6 本章小結(jié)23-24
• 2 壓縮天然氣加氣機檢定校準技術(shù)24-36
• 2.1 流量的定義及其表示24
• 2.2 壓縮天然氣加氣機的組成及工作原理24-28
• 2.2.1 壓縮天然氣加氣機的計量性能要求25
• 2.2.2 科氏力質(zhì)量流量計工作原理25-27
• 2.2.3 科氏質(zhì)量流量計的分類27
• 2.2.4 科氏質(zhì)量流量計的特點27-28
• 2.4 常見氣體流量標準裝置28-35
• 2.4.1 pVTt 法氣體流量標準裝置28-29
• 2.4.2 鐘罩式氣體流量標準裝置29-31
• 2.4.3 皂膜式氣體流量標準裝置31-33
• 2.4.4 標準表法氣體流量標準裝置33-34
• 2.4.5 質(zhì)量時間法氣體流量標準裝置34-35
• 2.5 壓縮天然氣加氣機標準裝置的選擇35
• 2.6 本章小結(jié)35-36
• 3 標準表法壓縮天然氣加氣機檢測裝置設(shè)計36-50
• 3.1 檢測裝置計量校準原理36-37
• 3.2 標準表法流量標準裝置的特點37-38
• 3.3 檢測裝置硬件設(shè)計38-47
• 3.3.1 標準器的選型38-39
• 3.3.2 ARM Cortex-M3 微控制器39-41
• 3.3.3 質(zhì)量流量計信號采集41-44
• 3.3.4 壓力傳感器信號采集44-46
• 3.3.5 液晶顯示模塊46-47
• 3.4 檢測裝置軟件設(shè)計47-49
• 3.4.1 軟件各個功能模塊47-48
• 3.4.2 系統(tǒng)主程序48-49
• 3.5 本章小結(jié)49-50
• 4 質(zhì)量法壓縮天然氣加氣機檢測裝置設(shè)計50-60
• 4.1 質(zhì)量法壓縮天然氣加氣機檢測裝置的工作原理及組成50-51
• 4.2 標準器的選擇51-52
• 4.3 壓縮空氣的制備52
• 4.4 用質(zhì)量法壓縮天然氣標準裝置進行檢定的過程52-54
• 4.5 系統(tǒng)程序設(shè)計54-59
• 4.5.1 質(zhì)量流量計信號采集程序55-59
• 4.6 本章小結(jié)59-60
• 5 壓縮天氣加氣機檢測裝置試驗研究及系統(tǒng)不確定度分析60-73
• 5.1 判定計量器具合格或不合格的判據(jù)60
• 5.2 標準不確定度分量的評定60-61
• 5.2.1 標準不確定度分量的 A 類評定方法60
• 5.2.2 標準不確定度分量的 B 類評定方法60-61
• 5.3 質(zhì)量法壓縮天然氣加氣機檢測裝置試驗研究及不確定度分析61-64
• 5.3.1 質(zhì)量法壓縮天然氣加氣機檢測裝置試驗研究61-62
• 5.3.2 質(zhì)量法壓縮天然氣加氣機檢測裝置不確定度分析62-64
• 5.4 標準表法壓縮天然氣加氣機檢測裝置性能試驗研究與不確定度分析64-72
• 5.4.1 標準表法壓縮天然氣加氣機檢測裝置標準表的校準65-66
• 5.4.2 試驗過程66
• 5.4.3 標準表法壓縮天然氣加氣機檢測裝置性能試驗研究66-70
• 5.4.4 標準表法壓縮天然氣加氣機檢測裝置的不確定度分析70-72
• 5.5 本章小結(jié)72-73
• 6 結(jié)論與展望73-75
• 6.1 全文總結(jié)73
• 6.2 論文的創(chuàng)新點73-74
• 6.3 工作展望74-75
• 參考文獻75-78
• 附錄 A 標準表法壓縮天然氣加氣機檢測裝置外觀圖78-79
• 附錄 B 標準表法壓縮天然氣加氣機檢測裝置內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖79-80
• 附錄 C 標準表法壓縮天然氣加氣機檢測裝置控制電路圖80-81
• 作者簡介81

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