天然氣現(xiàn)場智能旋進式旋渦流量計的設(shè)計研究

【摘要】：流量計廣泛用于生產(chǎn)和生活中,隨著經(jīng)濟的不斷發(fā)展,對流量計的品種、技術(shù)含量的需求也越來越高。由于電子技術(shù)尤其是集成電路技術(shù)的迅速發(fā)展,新型的智能化流量計不斷出現(xiàn)。天然氣作為一種優(yōu)質(zhì)能源和化工原料,主要以體積流量方式計量,根據(jù)測量體積的不同方法,主要采用差壓式流量計、容積式流量計和旋渦型流體振動流量計。旋進式旋渦流量計廣泛用于氣體、液體等流體的計量,但在實際應(yīng)用中還存在如抗干擾性能差、測量不夠準(zhǔn)確等不足之處。所以,針對其應(yīng)用中的不足,研制出更完善、適應(yīng)天然氣貿(mào)易市場需要的智能型旋進式旋渦流量計是很有必要的。 本論文在調(diào)查分析流量計的應(yīng)用現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢的基礎(chǔ)上,針對天然氣計量研究設(shè)計了一種用于天然氣現(xiàn)場計量的智能型旋進式旋渦流量計。 天然氣現(xiàn)場智能流量儀表主要由旋渦傳感器、溫度傳感器、壓力傳感器、A/D轉(zhuǎn)換器、外擴存儲器、單片機及液晶顯示模塊組成。旋渦傳感器檢測流體旋渦信號并由單片機測出頻率值,單片機計算出天然氣的現(xiàn)場瞬時流量;溫度和壓力傳感器采集現(xiàn)場溫度、壓力信號并經(jīng)A/D轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換成數(shù)字量用于對現(xiàn)場天然氣流量進行溫度、壓力修正;外擴存儲器用于流量值的存儲以便用戶以時間為基準(zhǔn)查詢使用情況。現(xiàn)場的累計流量、瞬時流量、頻率、溫度、壓力、時間以及電池電量等數(shù)據(jù)通過液晶顯示模塊顯示給用戶。論文論述了系統(tǒng)硬件和軟件的實現(xiàn),干擾源與抗干擾措施,保障系統(tǒng)運行可靠的措施等內(nèi)容。 試驗及現(xiàn)場應(yīng)用表明:該流量計系統(tǒng)設(shè)計合理,運行可靠,流量測量準(zhǔn)確,數(shù)據(jù)顯示清晰,系統(tǒng)抗干擾能力強,達到了預(yù)期目的和微功耗設(shè)計要求。 【關(guān)鍵詞】：天然氣 旋進流量計 智能化
【學(xué)位授予單位】：西南農(nóng)業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2005
【分類號】：TH814
【目錄】：

• 摘要4-5
• ABSTRACT5-6
• 第1章 文獻綜述6-19
• 1.1 流量計概述6-10
• 1.1.1 流量計的發(fā)展現(xiàn)狀6-8
• 1.1.2 流量計的發(fā)展方向與發(fā)展趨勢8-10
• 1.2 天然氣流量計概述10-13
• 1.2.1 國內(nèi)外天然氣計量狀況的回顧10-11
• 1.2.2 我國天然氣計量技術(shù)新進展11-12
• 1.2.3 我國天然氣計量新的觀念與發(fā)展趨勢12-13
• 1.3 旋渦型流體振動流量計的研究13-19
• 1.3.1 旋渦型流體振動流量計13-14
• 1.3.2 渦街流量計14-17
• 1.3.3 旋進式旋渦流量計17-18
• 1.3.4 目前國內(nèi)外對旋渦型流體振動流量計的研究重點18-19
• 第2章 緒論19-21
• 2.1 研究目的和意義19-20
• 2.2 研究范圍和內(nèi)容20-21
• 第3章 天然氣現(xiàn)場智能旋進式旋渦流量計的設(shè)計研究21-62
• 3.1 流體和流量計的概述21-25
• 3.1.1 流體的基本概念21-24
• 3.1.2 流量計的基本概念24-25
• 3.2 旋進式旋渦流量計的結(jié)構(gòu)及設(shè)計原理25-31
• 3.2.1 旋進式旋渦流量計的結(jié)構(gòu)特點25
• 3.2.2 旋渦脈沖信號頻率檢測及干擾的處理25-28
• 3.2.3 旋進式旋渦流量計的設(shè)計原理、理論及公式28-31
• 3.3 天然氣現(xiàn)場智能旋進式旋渦流量計的總體設(shè)計思想及系統(tǒng)的功能31-34
• 3.3.1 系統(tǒng)的總體設(shè)計31-32
• 3.3.2 系統(tǒng)的功能描述32-33
• 3.3.3 天然氣現(xiàn)場流量計系統(tǒng)電子元器件的選用原則33-34
• 3.4 智能流量計的核心--單片機34-39
• 3.4.1 單片機概述34-36
• 3.4.2 PIC單片機的特點36-38
• 3.4.3 PIC16F877特點及引腳功能介紹38-39
• 3.5 溫度和壓力傳感器39-41
• 3.5.1 溫度傳感器40-41
• 3.5.2 壓力傳感器41
• 3.6 A／D轉(zhuǎn)換器41-43
• 3.7 外擴存儲器及日歷時鐘43-49
• 3.7.1 FM3164的存儲器功能43-46
• 3.7.2 FM3164的日歷時鐘功能46-49
• 3.8 液晶顯示模塊49-52
• 3.8.1 液晶顯示模塊的驅(qū)動控制器HT162549-50
• 3.8.2 液晶顯示模塊與單片機的硬件工作電路和時序50-52
• 3.9 系統(tǒng)硬件電路和控制軟件的設(shè)計52-54
• 3.9.1 系統(tǒng)硬件電路的設(shè)計52-54
• 3.9.2 系統(tǒng)控制軟件的設(shè)計54
• 3.10 系統(tǒng)控制軟件運行可靠性分析54-59
• 3.10.1 單片機系統(tǒng)中程序失控的原因56
• 3.10.2 單片機系統(tǒng)中程序失控的后果56-57
• 3.10.3 程序失控后的回復(fù)57-58
• 3.10.4 程序失控回復(fù)之后的后續(xù)處理58-59
• 3.11 系統(tǒng)的干擾源與抗干擾措施59-62
• 第4章 試驗結(jié)果與分析62-66
• 4.1 試驗設(shè)備62
• 4.2 天然氣流量測量試驗結(jié)果與理論計算對比62-65
• 4.2.1 試驗步驟62
• 4.2.2 試驗結(jié)果對比62-65
• 4.3 天然氣流量計的信號干擾處理試驗結(jié)果65
• 4.3.1 硬件措施濾波前后結(jié)果比較65
• 4.3.2 軟件措施濾波的試驗結(jié)果65
• 4.4 液晶顯示模塊低溫試驗結(jié)果65-66
• 第5章 結(jié)論與建議66-68
• 參考文獻68-71
• 致謝71-72
• 發(fā)表論文及參加課題一覽表72

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