双电容lng液位智能传感器的研制

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1、工程硕士学位论文双电容LNG液位智能传感器的研制作者姓名王美联工程领域仪器仪表工程校内指导教师王振民教授、博导校外指导教师王小辉高工所在学院机械与汽车工程学院论文提交日期2016年03月28日ResearchonDualCapacitanceLNGLiquidLevelIntelligentSensorADissertationSubmittedfortheDegreeofMasterCandidate：WangMeilianSupervisor：Prof.WangZhenminSouthChinaUniversityofTechnologyG

2、uangzhou,China分类号：TP23学校代号：10561学号：201020201471华南理工大学硕士学位论文双电容LNG液位智能传感器的研制作者姓名：王美联指导教师姓名、职称：王振民教授；王小辉高工申请学位级别：工程硕士工程领域名称：仪器仪表工程论文形式：产品研发□工程设计□应用研究□工程/项目管理□调研报告研究方向：传感器技术论文提交日期：2016年3月28日论文答辩日期：2016年6月4日学位授予单位：华南理工大学学位授予日期：年月日答辩委员会成员：主席：程韬波委员：张健民刘桂雄薛家祥洪晓斌摘要随着工业化、城市化的发展，我国环境

3、空气质量逐渐恶化。在2012年2月29日国家发布新修订的《环境空气质量标准》中，PM2.5被纳入强制监测范畴。燃气汽车已成为缓解空气污染的现实选择之一，得到了迅速发展；而在燃气汽车中，对车载LNG罐（超低温密封罐）中LNG液位的测量至关重要。目前普遍采用单电容LNG液位传感器测量方案，存在现场标定人力物力成本高、测量精度低(线性误差大于7%~10%)等问题，易于导致驾驶员误判能耗和车辆途中抛锚等情况,因而提高LNG测量精度显得尤为重要。论文主要对车载LNG罐的LNG液位高度测量进行研究，在原来单电容的测量方案基础上，提出全新双的电容测量概念。该

4、测量方式有效提高车载LNG罐的液位测量精度(线性误差<3%)，突破行业发展瓶颈。论文主要围绕以下几个方面进行阐述。1.研究分析单电容测量精度低的原因，以及需现场标定，存在人力物力的浪费。提出双电容的测量方法，分析双电容能提高测量精度的原因，以及双电容测量免标定的操作方式。2.产品对单电容测量进行结构改进，实际应用采用左右结构，这种结构提高了传感器的抗干扰度。同时分析超低温环境中怎么选取结构材料，在工艺上有效保证产品稳定。3.设计双电容测量电路，由于两个电容同时进行测量，容易互相干扰，产生寄生电容。对干扰源分析，在电路上进行隔离。电器接口电路设计

5、上进行防雷击。4.提出双电容现场免标定，自补偿的算法，有效解决LNG单电容测量存在的问题。同时由于产品用在颠簸的车上，在软件设计上产品进行有效滤波。最后通过试验和实际应用验证双电容测量创新的设计的有效性。车用LNG罐双电容液位智能传感器的研发，为车用LNG罐的液位测量提供一个高精度、自补偿、低成本、高效率的解决方案。该解决方案同时也为网络化的车用智能管理控制系统（物联网管理）提供了可靠的感知部件。关键词:液位测量；双电容LNG液位传感器；精度；网络化；超低温;IAbstractChina'senvironmentalairqualityiswo

6、rseningwiththedevelopmentofindustrializationandurbanization.Thestaterevised"theenvironmentalairqualitystandards"OnFebruary29,2012.ThePM2.5wasincorporatedintothescopeofmandatorytesting.Toalleviatetheairpollution,gascarhasbecameoneoftherealisticchoiceanddevelopedrapid.Measuret

7、heLNGliquidlevelisveryimportanttothegascarofvehicle-mountedLNGtank(cryogenicsealtank).Andsoonandsoforth,thesinglecapacitancemeasurementneedcalibrationwithhighcostofmanpowerandmaterialresources,andthemeasurementprecisionislow(linearerrorismorethan7%~10%),lowprecisioneasytocau

8、sethedrivermisjudgmentonenergyconsumptionandvehiclebrokedown,.Soincreasingt