渦輪流量傳感器粘度修正及智能信息處理單元的研制.pdf

1、渦輪流量傳感器粘度修正及智能渦輪流量傳感器粘度修正及智能信息處理單元的研制信息處理單元的研制CrectionofViscosityEffectDevelopmentofanIntelligentUnitfTurbineFlowmeter領(lǐng)域：控制科學(xué)與工程研究生：薛瓏指導(dǎo)教師：張濤教授天津大學(xué)電氣與自動(dòng)化工程學(xué)院二零一三年十二月摘要渦輪流量計(jì)應(yīng)用十分廣泛。它具有高精度、寬量程、脈沖輸出等優(yōu)點(diǎn)，被廣泛應(yīng)用于流量標(biāo)準(zhǔn)裝置、油品貿(mào)易計(jì)量、工業(yè)

2、生產(chǎn)過(guò)程和科學(xué)實(shí)驗(yàn)等。但被測(cè)流體介質(zhì)粘度的變化會(huì)對(duì)渦輪流量計(jì)的儀表特性造成較大影響，如果不對(duì)其儀表系數(shù)進(jìn)行修正則會(huì)產(chǎn)生較大測(cè)量誤差。為了提高寬粘度流體測(cè)量時(shí)的精度，本文對(duì)渦輪流量傳感器葉輪穩(wěn)定轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)的力矩平衡方程進(jìn)行了詳細(xì)分析，基于精確的渦輪流量傳感器數(shù)學(xué)模型，提出了一種儀表系數(shù)粘度影響修正方法，以運(yùn)動(dòng)粘度和頻率除以粘度的比值分別作為自變量，通過(guò)由實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)擬合出的函數(shù)得出修正后的儀表系數(shù)。在天津大學(xué)的變粘度油流量實(shí)驗(yàn)裝置針對(duì)DN10口徑

3、的渦輪進(jìn)行了粘度修正算法的擬合和驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)，又在河南新鄉(xiāng)國(guó)防工業(yè)計(jì)量站可變粘度標(biāo)準(zhǔn)裝置針對(duì)DN10和DN50口徑的渦輪進(jìn)行了擬合和驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明在9.14cst~31.46cst的粘度范圍內(nèi)，修正方法使DN10口徑的渦輪流量傳感器的測(cè)量精度由7.0%提高到了1.2%，在9.67cst~42.67cst的粘度范圍內(nèi)，修正方法使DN10口徑的渦輪流量傳感器測(cè)量精度由7.8%提高到了3.88%，在9.07cst~43.37cst的粘度范

4、圍內(nèi)，修正方法使DN50口徑的渦輪流量傳感器的測(cè)量精度由6.8%提高到了2.37%。設(shè)計(jì)了渦輪流量計(jì)智能信息處理單元，以MSP430單片機(jī)作為其處理器，3.6V和24V雙電源供電設(shè)計(jì)，HART通訊功能，點(diǎn)陣式液晶顯示，具有掉電瞬時(shí)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)以及低電壓報(bào)警功能，4mA~20mA電流輸出功能，外擴(kuò)看門狗功能，按鍵參數(shù)置入功能，脈沖信號(hào)處理和采集功能，流量上下限報(bào)警功能，超低功耗設(shè)計(jì)以及本安防爆設(shè)計(jì)。系統(tǒng)具有較高的硬件抗干擾能力和軟件可靠性，結(jié)