基于虚拟仪器中小型液化石油气储运设备群安全监测系统的研究

摘要

随着计算机技术、传感器技术和微电子技术的发展,对中小型液化石油气储运设备群的危险源的监控、仿真和预警成为一项重要的安全措施和发展方向.本文综合利用虚拟仪器技术、USB总线技术和其他相关软硬件知识,研制了基于虚拟仪器和USB总线技术的中小型液化石油气储运设备群的安全监测系统.论文首先分析了作为储运设备的中小型移动式压力容器安全监测系统的发展现状及前景.论述了压力容器基本结构与特性,分析了液化石油气事故危害及其储运的安全特性和相关监测理论.详细研究了系统所涉及的虚拟仪器、USB总线以及模数转换等关键性技术.论文在理论研究和关键性技术分析的基础上,设计了系统整体的软硬件结构;完成了数据采集硬件电路设计和电路板制作;设计并实现了测试现场温度、压力、气体浓度等信号的传感调理电路以及模数转换、数字信号处理、USB总线接口电路.论文详细研究了系统虚拟仪器平台的组成及其实现方法与技巧,编写了动态链接库和应用程序.最后通过综合调试,实现了基于虚拟仪器和USB总线技术的中小型液化石油气储运设备群的安全监测系统,并达到了基本的性能和要求.本监测系统硬件设备实现了小型化、可便携、低成本、低功耗等特性.虚拟仪器和USB总线的特点,使得本系统具有良好的通用性、灵活性和易扩展性,既适用于移动式压力容器的安全监测,也可经过修改和扩展后广泛用于其它化工安全监测系统.

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文摘

英文文摘

独创性说明

0引 言

0.1国内外发展现状

0.2存在的问题

0.3课题研究意义及主要内容

1中小型液化石油气储运设备群的安全监测系统的理论分析与研究

1.1压力容器基本结构与特性

1.2液化石油气储运的安全性研究

1.3非电量电测原理

1.3.1温度测量原理

1.3.2压力测量原理

1.3.3气体浓度测量原理

1.3.4液位测量原理

2系统关键技术分析

2.1虚拟仪器技术

2.1.1虚拟仪器的构成

2.1.2虚拟仪器硬件组成

2.1.3虚拟仪器软件平台

2.2 USB总线技术

2.2.1 USB系统的描述

2.2.2 USB主机和设备

2.2.3 USB总线协议

2.2.4数据传输类型

2.3模数转换技术

2.3.1逐次逼近型ADC(SAR ADC)结构

2.3.2逐次逼近型ADC与其它类型ADC的比较

3系统总体结构和硬件设计

3.1系统总体结构设计

3.2系统硬件设计

3.2.1传感器信号调理电路

3.2.2数据采集系统

4监测系统虚拟仪器平台的设计与实现

4.1系统基本原理

4.2应用程序入口的选择

4.3动态链接库的编写

4.3.1动态链接库技术

4.3.2 DLL的文件组成

4.3.3 DLL的编写

4.3.4在DLL中定义函数

4.4应用程序的设计与实现

4.4.1应用软件与硬件通信的实现

4.4.2数据的存储

4.4.3监测系统软件模块结构及功能

5实验结果及分析

5.1实验系统的组成

5.2初步实验结果及分析

结论

参考文献

附录A Labview总程序

攻读硕士学位期间发表学术论文情况

致谢

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