流量积算仪开题报告.doc

北京石油化工学院 本科毕业设计（论文）开题报告 题目名称：基于单片机的流量积算仪硬件及人机接口软件的设计 题目类型： 研 究 学生姓名： 潘磊 专 业： 测控技术与仪器 学 院： 信息工程学院 年 级： 测101 指导教师： 张吉月 2014 年 2 月 24 日 一、选题背景、研究意义及文献综述 1 选题背景 钱学森院士曾说：“新技术革命的关键是信息技术。信息技术是由测量技术、计算机技术和通信技术组成的，其中，测量技术是关键和基础[1]。”著名化学家门捷列夫也说过：“没有测量就没有科学。”流量的计量是众多计量中的一个重要组成部分，当前, 流量测量仪表的种类繁多,分类方法也很多。至今， 可供工业用的流量仪表种类达100种之多。品种如此之多的原因就在于目前还没找到一种对任何流体、任何流动状态以及任何使用条件都适用的流量仪表。在工业生产过程中,流量是需经常测量和控制的参数之一,随着工业技术的发展,为了实现监视和操作过程的自动化,人们对于流量检测精度的要求越来越高,需要检测的品种越来越多,检测对象日趋复杂。精确的流量测量可以提高产品的质量和科研数据的准确性，有着重大的指导意义。流量计发展到今天虽然已日趋成熟， 种类也极其繁多,但是仍然缺乏多功能多用途的智能流量计 。在这种情况下 ， 就要求我们设计 一种智能流量仪表能够尽可能地适用于多种场合,多种环境【2】。 除了工业、农业、电力、军事国防等离不开流量的计量外，日常生活也和流量有着千丝万缕的联系，比如自来水，天然气等。所以生产出能够有效、准确计量各种流体流量的仪表，对于提高国民经济和人们生活质量都有极其重要的意义。 2 研究意义 随着工业化进程不断加快，电子技术水平不断发展，流量测量技术也迅速发 展，出现了很多种类的流量测量方法和流量仪表。按测量对象划分就有封闭管道和明渠两大类，按测量目的又分为总量测量和流量测量，其仪表分别称作总量表和流量计。总量表测量一段时间内流过管道的流量总和，流量计测的流量值是以短暂时间内流过的总量除以该时间的商来表示，实际上流量计通常亦备有累积流量装置，做总量表使用。而总量表亦备有流量计 。因此，以严格意义来区分流量计和流量表已无实际意义。按测量原理分有力学原理、热学原理、声学原理、 电学原理、光学原理、原子物理学原理等。按照目前最流行、最广泛的分类法． 可 分为： 容积式流量计、差压式流量计、 浮子流量计 、涡轮流量计、 电磁流量计、 涡街流量计、 质量流量计和插入式流量计【2】。 流量计发展到今天虽然已日趋成熟，种类也极其繁多。但是仍然缺乏多功能多用途的智能流量计。在这种情况下，就要求我们设计一种智能流量仪表能够尽可能地适用于多种场合，多种环境。顺应这种形势，市场已经有了各种各样的智能流量仪表。 如电磁智能流量积算仪、 智能涡街流量积算仪等。然而，任何东西都没有完美的，都有它的不足之处 ， 这就要求我们努力研制新型仪表， 使其在现有的基础上更加完善， 更能满足市场要求。 如今，流量的测量已经开始向一体化、智能化的方向发展，整套设备往往包括各种变送器、二次仪表和一次仪表。这里的智能流量积算仪就是二次仪表，它接收并处理来自一次仪表、各种变送器的信号，并进行信号处理，然后把运算结果显示在面板上。为了提高精度，对不同的流体应采取不同的数学模型和算法，并且可以进行温度、压力补偿和曲线方程线性修正。另外要完善相关功能，包括记录，打印，通讯等。它是整个测量系统的重要组成部分，对流量的测量起到关键作用，它的好坏直接影响着最终的结果，所以研究并生产出一种高精度、廉价的智能流量积算仪有很强的现实意义。 3 文献综述 ?世纪托里拆利奠定差压式流量计的理论基础，这是流量测量的里程碑。自那以后，18、19世纪流量测量的许多类型仪表的雏形开始形成，如堰、示踪法、皮托管、文丘里管、容积、涡轮及靶式流量计等。20世纪由于过程工业、能量计量、城市公用事业对流量测量的需求急剧增长，才促使仪表迅速发展，微电子技术和计算机技术的飞跃发展极大地推动仪表更新换代，新型流量计如雨后春笋般涌现出来。至今，据称已有上百种流量计投向市场，现场使用中许多棘手的难题可望获得解决[3]。 ? 流量显示仪表的发展经过了机械运算记录图表式，模拟运算机械计数式，简单逻辑运算数显示和微处理器运算及多功能数字显示四个过程。自从单片机出现后，各种各样的智能流量显示仪不断出现，取代了原有的传统的机械式或者纯模拟、数字电路构成的流量显示仪。流量计发展到今