流量检测系统的设计.doc

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1、课设题目流量检测系统摘要流量是三大工业过程控制量之一，流量计量直接关系到国家利益和国计民生。电磁流量计因测量时不受被测介质的温度、粘度、密度等影响，应用领域非常广泛。因此，设计一个流量检测系统。设计的流量检测系统以AT89C51单片机为核心，管道流量的检查采用电磁流量计，电磁流量计输入4～20mA的电流信号，通过I/A转为0～5V的电压信号，经AD转换送与单片机转换为流量数据，在液晶屏幕LCD1602中显示。该流量检测系统可检测小口径管道流量,因不受流体材料的限制，常应用于食品工业。关键词：电磁流量计，AT89C51单片机目录一、绪论

2、1.1课题开发的背景和现状1.2课题开发的目的和意义1.3课题技术性能指标二、流量计种类选择方案三、系统总体方案设计四、主要器件的方案选择4.1、HR-LDG系列电磁流量传感器4.2、单片机的方案选择五、模块电路的设计5.1、MCU主控电路5.2、LCD1602液晶显示电路5.3、电流/电压转换电路5.4、A/D转换电路5.5、电源模块六、电磁流量计安装时注意事项七、系统软件开发流程及代码分析八、设计总结九、参考文献附录1、总电路图2、元器件清单一、绪论1.1课题开发的背景和现状工业生产中过程控制是流量测量和仪表应用的一大领域，流量与

3、温度、压力和物位一起称为过程控制中的四大参数，人们通过这些参数对生产过程进行监视与控制。对流体流量进行正确测量和调节是保证生产过程安全经济运行、提高产品质量、降低物质消耗、提高经济效益、实现科学管理的基础。流量的检测与控制在化工、能源电力、冶金、石油等领域应用广泛。例如：在天然气工业蓬勃发展的现在，天然气的计量收起了人们的特别关注，因为在天然气的采集、处理储存、运输和分配过程中，需要数以百万计的流量计，其中流量蠩涉及到的结算金额数字巨大，对测量和控制准确度和可靠性要求特别训。此外，在环境保护领域，流量测量仪表也分演着重要角色。人们为了

4、控制大气的污染，必须对污染大气的烟气以及其分温室气体排放进行监测；废液和污水的排放，使地表水源和地下水源受到污染，人们必须对废液和污水进行处理，对排放量进行控制。于是数以百万计的烟气排放点和污水排放口都成了流量测理对象。同时在科学试验领域，需要大量的流量控制系统进行仿真与试验，流量计在现代家业、水利建设、生物工程、管道输送、航天航空、军事领域等也有广泛的应用。1.2课题开发的目的和意义在现代工业生产过程自动化中，流量是重要的过程参数之一。流量是衡量设备的效率和经济性的重要指标；流量是生产操作和控制的依据，因为在大多数工业生产中，常用测

5、量和控制流量来确定物料的配比与耗量，实现生产过程自动化和最优控制。同时为了进行经济核算，也必须知道如一个班组流过的介质总量。所以，流量的测量与控制是实现工业生产过程自动化的一项重要任务。例如：由于石油是重要的能源，无论上从节约能源的角度，还是从经济性角度来看,对于流量的精确控制都是十分必要的，所产生的经济效益也是十分明显的。在自来水的监测与流量控制中，应用高精度的流量计量与控制仪表也是必须的，所带来的经济效益是十分巨大且显而易见的。开展石油化工过程流程模拟、先进控制与过程优化技术的研究与应用具有十分重要的现实意义，是当前国外石油化工界

6、广泛关注的一个话题。自动化技术可以提高计量准确度、数据可靠性和及时性，为优化生产运行、核算经济效益、强化生产调度和有效监控生产过程，进一步降低泵站工业噪声污染，改善职工工作条件，减轻劳动强度，避免职业伤害，延长设备使用寿命以及企业节能降耗工作起到积极作用。1.3课题技术性能指标（1）小口径的电磁流量计，应用于食品工业；（2）检测管道的流量；（3）所测流量送液晶显示。二、流量计种类选择方案目前，常用的流量计有：涡轮流量计、电磁流量计和明渠流量计3种。因此，初步有三种方案设计可选用。1、方案一采用明渠流量计进行流量的检测。HOH-L-01

7、多普勒明渠流量计测量系统的组成方法一般由一台流量显示仪、一台流速计、一台液位计组成；也可由一台流量显示仪、多台流速计、一台液位计组成的多点流速测量的明渠流量系统。　　HOH-L-01多普勒明渠流量计系统，适用于水库、河流、水利工程、城市供水、污水处理、农田灌溉、水政水资源等矩形、梯形明渠及涵洞的流量测量，此次设计中应用于食品工业，故不适合使用明渠流量计。2、方案二采用涡轮流量计进行流量检测。涡轮流量计由涡轮、轴承、前置放大器、显示仪表组成。被测流体冲击涡轮叶片，使涡轮旋转，涡轮的转速随流量的变化而变化，即流量大，涡轮的转速也大，再经磁

8、电转换装置把涡轮的转速转换为相应频率的电脉冲，经前置放大器放大后，送入显示仪表进行计数和显示，根据单位时间的脉冲数和累计脉冲数即可求出瞬时流量和累积流量。涡轮流量计在一些对于准确度要求不高的场合得到了广泛的应用，但其不能