基于GPRS无线通讯的电涡流式涡轮流量计的研究

论文摘要

涡轮流量计是一种速度式流量计,具有精度高、使用方便、适应性强、数字信号输出等诸多优点。但是传统的磁阻式涡轮流量计存在一定的缺点,即在流量下限和低于下限的时候,因为线圈磁芯的吸力影响,直接导致叶轮旋转速度变慢并且不均匀,造成了下限重复性变差,甚至叶轮停转。这样就无法准确测量流量低于下限时的数据。课题采用电涡流技术对涡轮流量计进行了改进,研制成功了一种量程比宽、下限重复性好、工作可靠、稳定特性好的电涡流式涡轮流量计,并将其与GPRS无线通讯技术相结合,进行了应用性研究。首先通过对涡轮流量计结构、工作原理和特性分析,指出了吸力产生的原因和造成的影响。其次对电涡流技术的原理和应用做了介绍,设计了电涡流式涡轮流量计的硬件电路,包括激励电路、检波电路、信号放大电路和脉冲发生电路,并和磁阻式涡轮流量计进行了对比实验,验证了电涡流式涡轮流量计对流量下限的改善作用。然后对小流量时的仪表系数进行了非线性修正,改善了线性度,拓宽了量程比。以MSP430单片机为核心设计了非线性修正电路,编写了非线性修正程序。并通过实验数据和曲线图清晰的反映了修正前后仪表系数随频率的变化情况。最后介绍了GPRS无线通讯技术的应用,并设计了GPRS无线通讯系统,包括组网方式,网关软件等,实现了通过GPRS网络的数据远程传输,并与电涡流式涡轮流量计相结合,实现了将瞬时流量、累计流量、仪表系数、重复性等现场数据上传到上位机。

论文目录

• 中文摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• 1.1 涡轮流量计发展概况
• 1.2 电涡流技术的发展概况及应用
• 1.3 GPRS无线通讯的发展概况及应用
• 1.3.1 GPRS无线通讯的发展概况
• 1.3.2 GPRS无线通讯的应用
• 1.4 课题研究的主要内容和创新点
• 1.5 论文组织结构
• 第二章 涡轮流量计原理及结构
• 2.1 涡轮流量传感器结构分类
• 2.2 涡轮流量计特点
• 2.3 涡轮流量计结构及工作原理
• 2.3.1 涡轮流量计结构
• 2.3.2 涡轮流量计工作原理
• 2.4 涡轮流量计特性分析
• 2.5 涡轮流量计特性曲线图
• 第三章 电涡流传感器的研究和设计
• 3.1 电涡流传感器基本原理
• 3.2 电涡流径向分布及贯穿深度
• 3.3 电涡流理论在本课题中的应用
• 3.4 电涡流式涡轮流量计硬件电路设计
• 3.4.1 电路总体方案选择与比较
• 3.4.2 线圈尺寸的选择
• 3.4.3 激励电路设计
• 3.4.4 峰值包络检波电路原理及设计
• 3.4.5 信号放大电路设计
• 3.4.6 脉冲输出电路设计
• 3.5 电涡流式涡轮流量计实流实验测试
• 3.5.1 流量标准装置
• 3.5.2 实验过程
• 3.5.3 检定项目
• 3.5.4 实验数据
• 第四章 涡轮流量计特性曲线的非线性修正
• 4.1 非线性修正必要性
• 4.2 非线性修正的方案
• 4.3 MSP430 单片机原理及应用
• 4.4 单片机非线性修正电路原理图
• 4.5 软件流程图
• 4.6 非线性修正结果
• 第五章 GPRS无线数传系统与电涡流式涡轮流量传感器的结合
• 5.1 GPRS技术简介
• 5.2 GPRS无线通讯系统的优越性
• 5.3 无线通讯终端（DTU）简介
• 5.4 GPRS无线通讯系统设计
• 5.5 数据中心组网方式比较及选择
• 5.6 数据中心软件设计
• 5.6.1 软件功能及说明
• 5.6.2 网关软件功能及设计
• 5.6.3 上位机控制软件功能说明
• 5.7 GPRS无线通讯系统与电涡流式涡轮流量传感器的结合
• 第六章 总结与建议
• 6.1 工作总结
• 6.2 建议
• 参考文献
• 发表论文和科研情况说明
• 致谢