变粘度油流量标准装置及数据处理系统研究

论文摘要

流量仪表的使用表明，粘度、压力、温度等外部因素都会对仪表的计量准确性产生影响，要提高其计量精度就需要对这些因素进行合理修正。由于缺少实验设备及其自身的复杂性，粘度对仪表特性的影响，国内尚未进行深入研究。针对这一问题，本文提出研制变粘度油流量标准装置，用于细致研究粘度对仪表计量特性的影响。本文首先分析了油品粘度变化的影响因素，在对几种典型油品粘温特性关系实验测量的基础上，提出了混合粘度不同粘度值油品获得中间粘度值油品的方法，并在实验基础上建立了混合油品粘度对于混合油品中某一油品所占比例和温度的数学模型，为快速获得试验所需介质粘度提供了理论依据。其次，设计了变粘度油流量标准装置的总体结构，该装置采用活塞式体积管作为标准器，以稳压空气作为动力推动活塞运行，提供标准体积。然后根据容积式流量计的检定要求，开发了由下位机系统和上位机系统组成检定控制系统。以FPGA作为核心的下位机系统，用于实现阀门控制和信号采集等功能，以LabVIEW作为开发平台设计的上位机系统用于实现人机交互、检定监控、报表打印等功能。最后，对装置的整体标准不确定度组成作了理论分析，其不确定度可以达到0.05%，并通过高稳定度的信号发生器对脉冲插值技术和检定控制系统作了实验验证。实验结果表明：系统设计的双路脉冲插值技术效果良好，可以有效的减小因检定时间过短带来的误差，检定控制系统的检定功能能够达到预期效果。

论文目录

• 致谢
• 摘要
• Abstract
• 图清单
• 表清单
• 1 绪论
• 1.1 引言
• 1.2 流量标准装置
• 1.3 标准体积管流量标准装置
• 1.3.1 标准体积管的分类[20]
• 1.3.2 标准体积管检定流量仪表原理
• 1.3.3 活塞式标准体积管的发展
• 1.4 论文研究目的和主要内容
• 2 油品粘度特性及混合粘度模型的研究
• 2.1 粘度
• 2.1.1 粘度的定义
• 2.1.2 粘度的影响因素
• 2.2 混合油品粘度测量
• 2.2.1 运动粘度测量方法
• 2.2.2 实验介质
• 2.2.3 样品粘度检测
• 2.2.4 测量结果
• 2.3 粘度模型研究
• 2.4 本章小结
• 3 活塞式变粘度油流量标准装置总体设计
• 3.1 装置的总体组成
• 3.2 主要技术指标
• 3.3 装置机械结构设计
• 3.3.1 粘度配比方式选择
• 3.3.2 装置机械结构组成
• 3.4 变粘度油流量标准装置的工作原理
• 3.5 变粘度油流量标准装置的检定对象
• 3.6 流量稳定判断方法的理论依据
• 3.7 本章小结
• 4 控制系统硬件设计
• 4.1 控制系统的硬件组成
• 4.1.1 系统检测对象
• 4.1.2 系统组成
• 4.1.3 控制柜结构
• 4.2 控制系统硬件选型
• 4.3 系统输入输出通道分配
• 4.4 双时间插值技术应用
• 4.4.1 双时间脉冲插值技术概述
• 4.4.2 双时间法的测量原理
• 4.4.3 双时间脉冲插值在变粘度油流量装置中得应用
• 4.5 系统外部电路设计
• 4.5.1 控制柜电源开关电路
• 4.5.2 信号调理及抗干扰电路
• 4.6 本章小结
• 5 检定系统软件设计
• 5.1 检定系统开发平台简介
• 5.2 检定系统的软件功能
• 5.3 检定系统软件模块设计
• 5.3.1 系统自检程序
• 5.3.2 系统主程序
• 5.3.3 参数设置模块
• 5.3.4 初始化及检定操作模块
• 5.3.5 报表打印模块
• 5.3.6 数据管理模块
• 5.4 本章小结
• 6 实验数据及不确定度分析
• 6.1 相关实验分析
• 6.1.1 稳压源压力稳定性试验
• 6.1.2 双时间脉冲插值技术应用结果分析
• 6.1.3 模拟检定分析
• 6.2 不确定度分析方法
• 6.3 变粘度油流量标准装置不确定度分析
• 6.4 本章小结
• 7 全文总结与展望
• 7.1 研究工作总结
• 7.2 展望
• 参考文献
• 作者简历