熱式氣體質(zhì)量流量計的研制.pdf

1、熱式氣體質(zhì)量流量計（Thermal Mass Flowmeter）基于對流換熱的原理測量氣體流量，起源于60年代末期。隨著微電子技術(shù)的發(fā)展，測量手段和補償方法得到了很大的提高。熱式氣體質(zhì)量流量計具有可測微小流量、穩(wěn)定性和可靠性高、壓力損失極小、量程比高、安裝方便、重復(fù)性好、造價合理等特點，廣泛應(yīng)用于半導(dǎo)體工業(yè)領(lǐng)域中氣體流量的測量，如空氣、天然氣、煤氣、汽車尾氣、醫(yī)療事業(yè)中的氧氣和麻痹劑、采暖通風(fēng)的測量，以及混合氣體的測量。
　　

2、 本文設(shè)計了一種具有自動溫度補償能力的熱式氣體質(zhì)量流量計。在確定設(shè)計方案之前對國內(nèi)外的學(xué)術(shù)文獻和研究成果進行了大量的調(diào)研和分析，力求在結(jié)構(gòu)簡單、成本合理的基礎(chǔ)下，盡量提高流量計的精確度和可靠性。設(shè)計初期對熱式質(zhì)量流量計的測量原理進行了詳細的介紹和分類，在此基礎(chǔ)上按照采樣電路將設(shè)計方案分為恒流測量法和恒溫測量法兩類。通過分別建立物理模型、對比仿真數(shù)據(jù)和曲線姿態(tài)，確立了本課題的設(shè)計方案，并在此基礎(chǔ)上提出了新型的溫度補償電路。為提高測量的可靠

3、性，本課題采用了多點式分布的測量方法。硬件設(shè)計方面以TI公司的MSP430單片機為核心，采用模塊化設(shè)計的思想，將設(shè)計方案分為采樣模塊、運算顯示模塊以及通信模塊。采樣模塊與測量端相連，將所測的流量變化轉(zhuǎn)換為電壓信號，并通過信號調(diào)整和高精度的采樣得到輸入信號；運算模塊通過對輸入信號的分析和運算得到瞬時流速和累計流量，并通過帶有鍵盤和LCD的人機對話界面進行在線顯示；通信模塊主要負責(zé)將所測流量轉(zhuǎn)換為模擬量和上位機通信。軟件設(shè)計包括AD轉(zhuǎn)換、流