基于超声波的原油密度计的研究

摘要

密度是石油和石油产品的一个重要属性，对原油密度的准确测量具有很重要的现实意义。随着科学技术的进步，传统的密度计量方式由于其本身的固有缺陷已经很难适应当前的密度计量工作。本文分析了现有各种适用于油品密度在线检测方法优缺点，结合现有的超声波密度计及其原理，设计了一种更适合原油密度实时检测的油品密度计，通过该密度计可以更有效的提高原油密度检测效率和检测精度。
　　本文根据在线油品密度计的指标和要求，设计出了密度计的完整设计方案，并完成了该密度计所需的软、硬件设计。仪器采用数据采集和数据处理分离的结构，即单片机/PC机的机构，其中单片机负责数据的采集工作，数据处理部分则在上位计算机中完成。由于环境的变化对油品密度以及超声波在油品中传播时间均有影响，该密度仪采用牛顿插值对采集的数据进行处理，与以往通过公式计算的方法相比，很大程度地提高了密度检测精度。软件设计中利用数据库来支持牛顿插值，在实际应用中，数据库随着试验次数的增多而增大，进而缩短插值区间，优化插值点与所采集数据之间的线性关系，不断提高检测精度。利用超声波密度计对油品进行了实验，采集了大量数据，并进行分析，并进行分析，得出利用本仪器检测油品密度具有性能稳定、响应速度快、精度高、使用方便、成本较低、抗爆性能好等特点，可以满足在线检测的需要。

目录

声明

第一章 绪论

1．1 研究背景

1．2 研究目的与意义

1．3 国内外研究现状

1．4 研究内容及技术路线

1．5 小结

第二章 超声波基本理论及密度计设计方案

2．1 超声波的基本原理

2．1．1 超声波的基本参数及分类

2．1．2 超声波在液体中的传播

2．2 超声波检测原油密度的原理

2．3 超声波换能器原理及压电效应

2．3．1 压电效应

2．3．2 超声压电换能器的性能要求

2．3．3 超声波换能器频率的选取

2．4 小结

第三章 超声波密度计硬件电路设计

3．1 硬件电路的组成

3．2 超声波密度计硬件的总体原理框图及理论精度

3．3 本章小结

第四章超声波密度计软件设计

4．1 dsPIC30F6014A驱动程序设计

4．1．1 dsPIC30F6014A与PC机通信软件的设计

4．1．2 单片机控制软件的设计

4．2 上位机软件程序设计

4．2．1 上位机程序功能模块简介

4．2．2 PC机与单片机的接口程序的设计

4．2．3 数据处理程序的设计

4．2．4 数据库程序设计

4．3 本章小结

第五章 超声波密度计的使用情况及结果分析

5．1 样本检测及实验结果

5．2 实验中可能存在的误差影响分析

5．3 本设计未来的发展方向

5．4 本章小结

结论

致谢

参考文献

攻读硕士期间发表论文