基于MEMS技術(shù)的熱式流量檢測(cè)方法及其系統(tǒng)研究.pdf

1、本文結(jié)合杭州市科技創(chuàng)新項(xiàng)目“基于MEMS技術(shù)的嵌入式智能質(zhì)量流量計(jì)”和國(guó)家自然科學(xué)基金資助項(xiàng)目“基于溫度場(chǎng)模型及特征提取的大型變壓器遠(yuǎn)程診斷方法與技術(shù)的研究”(編號(hào)：50575095)，開展基于MEMS的熱式流量檢測(cè)方法和系統(tǒng)的研究工作，建立了熱分布式微流量計(jì)在恒功率模式和恒溫模式下的數(shù)學(xué)模型，分析了流量計(jì)的響應(yīng)特性、靈敏度和測(cè)量誤差，設(shè)計(jì)了基于虛擬儀器和多．Agent系統(tǒng)技術(shù)的流量監(jiān)測(cè)系統(tǒng)總體框架，對(duì)于研究和開發(fā)頻響快、精度高、量程大

2、的新型熱式流量計(jì)以及開展遠(yuǎn)程流量監(jiān)測(cè)，具有重要的意義和良好的前景。 論文的主要研究?jī)?nèi)容及章節(jié)安排如下： 第一章闡述了流量檢測(cè)及其研究的意義，介紹了流量檢測(cè)技術(shù)的主要分類方法和發(fā)展趨勢(shì)，論述了熱損失式、熱分布式和熱脈沖式等三種熱式流量檢測(cè)技術(shù)的研究現(xiàn)狀及MEMS技術(shù)在熱式流量計(jì)中的應(yīng)用，分析了遠(yuǎn)程流量監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的應(yīng)用現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢(shì)，最后結(jié)合課題提出了本論文的研究?jī)?nèi)容，給出了論文的總體結(jié)構(gòu)。 第二章引入傳熱學(xué)基本理論，

3、分析了熱分布式微流量計(jì)的熱傳遞規(guī)律，建立了流量計(jì)的傳熱微分方程。根據(jù)流量計(jì)在恒功率模式和恒溫模式下不同的邊界條件分別對(duì)微分方程進(jìn)行求解，從而得出這兩種模式下的熱分布式微流量計(jì)數(shù)學(xué)模型。最后利用有限元分析方法對(duì)模型進(jìn)行驗(yàn)證，分析了模型的誤差來(lái)源。 第三章根據(jù)建立的熱分布式微流量計(jì)數(shù)學(xué)模型，分析了流量計(jì)的響應(yīng)特性和靈敏度，論述了流量計(jì)結(jié)構(gòu)尺寸參數(shù)的取值和加工誤差對(duì)響應(yīng)特性和測(cè)量誤差的影響，最后對(duì)微流量傳感器進(jìn)行了總體設(shè)計(jì)。

4、第四章闡述了流量監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的基本構(gòu)成；分析了其目前發(fā)展中存在的重要問(wèn)題；采用GPRS無(wú)線通訊技術(shù)、虛擬儀器技術(shù)和多Agent技術(shù)，設(shè)計(jì)并分析了基于Agent和空間概念的流量監(jiān)測(cè)系統(tǒng)總體框架。 第五章針對(duì)流量監(jiān)測(cè)系統(tǒng)總體框架中軟件空間實(shí)現(xiàn)時(shí)需要解決的兩個(gè)關(guān)鍵問(wèn)題，即通訊系統(tǒng)設(shè)計(jì)和運(yùn)行機(jī)制實(shí)現(xiàn)，分析了LabVIEW開發(fā)平臺(tái)和Agent概念的相關(guān)特性，并進(jìn)行了流量監(jiān)測(cè)原型系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，最后提出了基于配置表的系統(tǒng)組態(tài)設(shè)計(jì)方式。 第六