用于气体超声波流量计的积算仪研发

摘要

超声波流量计是近十几年来随着集成电路技术的迅速发展才开始应用的一种非接触式仪表，适于测量不易接触和观察的流体以及大管径流量。具有对流体双向可测性、超大量程比、零压力损失、计量精度高、无机械误差等优势，广泛应用于石油、化工、冶金、电力、给排水等领域。虽然市场上已经有针对其他流量计而开发的积算仪，比如涡轮、涡街、转子流量计等，但是，专门为气体超声波流量计而开发的流量积算仪并不多见，所以本课题旨在研制一种专门为气体超声波流量计而配合使用的一种积算仪，具备对天然气体积流量进行转化及信号的输入输出功能。本文分为五章进行研究:
　　论文第一章对流量测量技术、超声波流量计及流量积算仪的发展历史进行了概要的介绍，着重的介绍了气体超声波流量计和积算仪的国内外发展研究现状，根据研究目的的需要引出了本课题的研究内容;
　　论文第二章根据实际工作需要，设计出了专门针对气体超声波流量计的RS485通信接口，便于流量数据、温度数据、压力数据在系统内进行传递，反映出仪表的工作状态;
　　论文第三章根据积算仪的功能需求，对整机进行设计，包含软硬件设计两个方面。具备的功能有通过按键组合操作实现参数设置、天然气压缩因子数学模型在微处理器中的实现、针对气体超声波流量计超大量程比的脉冲标定等功能;
　　论文第四章根据研制的样机进行试验，测试其对瞬时流量的累加精度、气体体积转换精度、脉冲标定功能的脉冲发送及气体超声波流量计的整机重复性试验。通过试验分析积算仪整机的工作性能;
　　论文最后对课题中的研究工作进行了总结，并且结合实际情况，提出了一些展望。

目录

声明

致谢

摘要

1 绪论

1．1 流量测量技术

1．2 课题研究背景

1．2．1 流量计概述

1．2．2 超声波流量计概述

1．2．3 流量积算仪概述

1．3 研究现状

1．3．1 气体超声波流量计的研究现状

1．3．2 积算仪的研究现状

1．4 课题研究目的与内容

1．4．1 研究内容

1．4．2 研究意义

2 基于RS485通信接口设计

2．1 通信方案设计

2．1．1 硬件设计

2．1．2 软件设计

2．2 通信接口设计

2．2．1 积算仪接口设计

2．2．2 流量通信接口

2．2．3 温度通信接口

2．2．4 压力通信接口

2．3 基于LabVIEW软件的参数配置系统

2．3．1 流量显示单元

2．3．2 状态检测单元

2．3．3 参数配置单元

3 积算仪整机设计

3．1 系统硬件结构

3．2 按键显示模块

3．2．1 正常工作界面

3．2．2 厂家参数设置

3．2．3 用户参数一设置

3．2．4 用户参数二设置

3．3 天然气压缩因子数学模型

3．3．1 SGERG_88方程

3．3．2 AGANX—19方程

3．4 气体超声波流量计脉冲标定

3．4．1 脉冲输出硬件

3．4．2 脉冲输出软件

4 样机研制与试验

4．1 瞬时流量累加试验

4．2 流量转换精度试验

4．3 脉冲标定功能试验

4．4 气体超声波流量计整机试验

5 总结与展望

5．1 课题总结

5．1．1 硬件设计

5．1．2 软件设计

5．2 课题展望

参考文献