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)電氣與自動化工程學(xué)院二零一三年十二月摘要渦輪流量計應(yīng)用十分廣泛。它具有高精度、寬量程、脈沖輸出等優(yōu)點，被廣泛應(yīng)用于流量標(biāo)準(zhǔn)裝置、油品貿(mào)易計量、工業(yè)

2、生產(chǎn)過程和科學(xué)實驗等。但被測流體介質(zhì)粘度的變化會對渦輪流量計的儀表特性造成較大影響，如果不對其儀表系數(shù)進(jìn)行修正則會產(chǎn)生較大測量誤差。為了提高寬粘度流體測量時的精度，本文對渦輪流量傳感器葉輪穩(wěn)定轉(zhuǎn)動時的力矩平衡方程進(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，以運動粘度和頻率除以粘度的比值分別作為自變量，通過由實驗數(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)的變粘度油流量實驗裝置針對DN10口徑

3、的渦輪進(jìn)行了粘度修正算法的擬合和驗證實驗，又在河南新鄉(xiāng)國防工業(yè)計量站可變粘度標(biāo)準(zhǔn)裝置針對DN10和DN50口徑的渦輪進(jìn)行了擬合和驗證實驗。實驗結(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量精度由6.8%提高到了2.37%。設(shè)計了渦輪流量計智能信息處理單元，以MSP430單片機(jī)作為其處理器，3.6V和24V雙電源供電設(shè)計，HART通訊功能，點陣式液晶顯示，具有掉電瞬時數(shù)據(jù)存儲以及低電壓報警功能，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，脈沖信號處理和采集功能，流量上下限報警功能，超低功耗設(shè)計以及本安防爆設(shè)計。系統(tǒng)具有較高的硬件抗干擾能力和軟件可靠性，結(jié)