基于热消散法测量气体微小流量方法的研究

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1、；、齐齐哈尔大学ＩＩＩＨＡＲＵＮＩＶＥＲＳＩＴＹＩＱＱ专业硕±学位论文－，＼；：养祭＞Ｖ基于热消散法测量气体微小流量方法的研究嘴片昔痛濟選魏ｉｉ神嗎叩：ｉｉｉｉｉｉｉ学科专业：控制工程作者姓名：石林指导教师：陆仲达＿论文提交日期２０１５年４月２３曰：／论文答辩日期：２０１５年６月１４曰：宫志阳ｔ答辩委员会主席论文评阔人：徐军陆军齐齐哈尔大学学位论文独创性声明作者郑重京明：所呈交的学位论文，是本人在

2、导师的指导下进行研究工作所取得的成果。尽我所知，除文中己经注明引用内容和致谢的地方外，本论文不包含其他个人或集体＆经发表的研究成果，化不包含其他己申请学位或其他用途使用过的成果一。与我同工作的同志对本研究所做的贡献均己在论文中做了明确的说明并表示了谢意。若有不实之处，本人愿意承捏相关法律责任。、才Ａ请表而＾学位论文题目：染寺叛Ｔ灸训為也馬Ａ新呼，作者签省：／ｆｅ浙＼日期：Ｊ０／ｉ：年＾月如日齐齐哈尔大学学位论文版权使用授权书本人完全了解学校有关学位论文知识产

3、权的规定，在校攻读学位期间论文工作的知识产权属于齐齐哈尔大学。学校有，义许论文被查阅和借阅权保留论文并向国家有关部口或机构送交论文的复印件和电子版，可Ｌ乂将本学位论文的全部或部分巧容编入有关数据库进行拾索，可采用影印、＇缩印、或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。＇！＇＾学位论文题目：孟奇瓜巧叛化州斗４啤無Ｔｉ峡扔叶作者签名：义Ｗ旅也日期：Ｍ年ｉｆ月如日导师签名：日期：：）兴／Ｔ年＾月知日产硕士学位论文基于热消散法测量气体微小流量方法的研究Studyont

4、heMeasurementofGasThermalDissipationMethodbasedonMicroFlowMethod作者姓名：石林学号：2012919343学科专业：控制工程研究方向：微小流量的测量指导教师：陆仲达教授答辩日期：2015年6月14日齐齐哈尔大学QiqiharUniversityAThesisfortheDegreeofMasterStudyontheMeasurementofGasThermalDissipationMethodbasedonMicroFlowMethod

5、Candidate：ShiLinStudentI.D：2012919343Speciality：ControlEngineeringResearchdirection：ThemicroflowmeasurementSupervisor：LuzhongdaProfessorDateofOralExamination：June14,2015QiqiharUniversity摘要本文采用了基于热传导定律基本原理设计了恒温差式热式气体质量流量计。传统的仪表采用容积计量的方式容易受到环境因素影响，并且对小流量

6、的测量不能准确测出，严重影响流量计测量的精度。因此本课题的研究主要是针对气体的小流量质量测量研制了一种新型的热式质量流量计。热式质量流量计是基于传热原理检测流体质量流量的仪表，即根据流动中的流体与热源之间热量交换关系来直接测量流体质量流量的仪表。本文还详细的介绍了对这种热式流量计的设计过程。本课题所设计的基于热消散法恒温差式热式气体质量流量计，采用铂电阻Pt20和Pt100作为流量传感器的测量元件，保障流量传感器Pt20和Pt100的之间的温差为80℃。按照流量传感器的特点，研究设计热式质量流量计的

7、硬件测量与控制电路。根据工业仪器仪表对质量流量的测量要求，尽量简化硬件电路设计，选用质量好性价比高的元器件，减少系统的整体误差，保证系统的稳定性和精确度。本课题所设计的热式质量流量计选用C8051F410单片机作为控制器。设计了主控单片机的软件和流量计与计算机之间的通信协议，根据设定好的介质、管道直径等参数，按照实际需要，将系统测量的实时数据准确的传输到计算机中，实现数据的交换和传输。然后通过上位机软件对实验结果进行处理。最后，将设计完成的热式质量流量计经过标准流量发生装置，确定热式气体质量流量计的

8、质量流量与输出电压信号之间的函数关系。为了更好的获取精确的流量数据达到工业测量要求，通过曲线拟合的算法，得出公式作为单片机系统的瞬时流量表达式，获得被测气体的流量数据。热式气体质量流量计与计算机相连接通过RS-485通讯接口，实现了计算机和热式气体质量流量计的通讯，并且各种实时参数也能进行设定和读取，保证流量计的测量精度。热式质量流量计的测量量程可以按照要求设置，在满量程范围内输出4mA至20mA电流，实现流量的准确控制。关键词：流量计；质量流量；热消散；单片机；恒温