基于钟罩气体流量标准装置的涡街流量计检定系统的研究与设计

论文摘要

近几年,我国增加了许多气体流量仪表生产企业,其流量计产品在出厂或使用前,必须经过计量性能测试或检定。涡街流量计是工业生产上常用的流量仪表,对其的检定和标定工作也是仪表生产的一项重要步骤,以保证产品的质量和使用时的准确度,在涡街流量计的检定方法中,钟罩式气体流量标准装置占据着十分重要的地位。本课题在基于钟罩气体流量标准装置的基础上,设计并开发了涡街流量计检定系统,检定系统中充分利用了当今发展迅速的自动化仪表技术、电子技术和计算机技术,设计并完成了成型的实验产品,经过反复调试与运行系统工作正常,可以对涡街流量计进行检定。本文主要研究的内容如下：第1章阐述了选题的背景与意义,着重说明了当今气体流量标准检定装置发展的现状,并对本课题研究的内容做了简要的介绍。第2章从开发该检定系统的角度,阐明了钟罩流量标准装置的结构、原理与理论基础,简要介绍了涡街流量计的特点及其检定与校准的方法。第3章介绍了该检定系统总体的构成与上、下位机系统的方案。第4章为下位机硬件系统设计部分,详细介绍了该检定系统的下位机硬件电路设计及软件程序代码的编写。第5章详细说明了该检定系统上、下位机基于Modbus通讯协议的设计,包括定义帧格式,定义寄存器及说明,编写通讯协议程序代码,设计完成通讯系统的维护程序等。第6章为上位机用户操作系统设计部分,详细介绍了基于VC++6.0开发环境,利用MFC窗口框架完成了整个上位机用户操作系统的设计。第7章主要对该检定系统的数据结果进行了计算和分析,数据结果包括脉冲方式检定和电流方式检定；并阐述了本文提出的标准表比对法,并利用省计量院的标准检定数据对该检定系统的数据进行了分析与修正。第8章对课题工作做了总结,指出了本课题存在的不足及下一步工作的研究内容。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 绪论
• 1.1 选题背景与意义
• 1.2 气体流量标准装置发展现状
• 1.2.1 气体流量计检定装置分类
• 1.2.2 PVTt法标准装置
• 1.2.3 Mt法标准装置
• 1.2.4 皂膜气体流量标准装置
• 1.2.5 钟罩式标准装置
• 1.3 本文主要研究内容
• 第2章 钟罩装置与涡街流量计介绍
• 2.1 钟罩式气体流量标准装置
• 2.1.1 钟罩装置的结构原理
• 2.1.2 钟罩装置检定系统的理论基础
• 2.2 涡街流量计
• 2.2.1 涡街流量计的原理、结构和特点
• 2.2.2 涡街流量计的检定与校准
• 第3章 系统总体设计方案
• 3.1 系统总体构成
• 3.2 钟罩式气体流量标准装置
• 3.3 下位机硬件系统
• 3.4 上位机用户操作系统
• 第4章 下位机硬件系统设计
• 4.1 下位机硬件整体结构
• 4.2 下位机硬件各单元设计
• 4.2.1 控制运行单元
• 4.2.2 数据采集与测量单元
• 4.2.3 通讯单元
• 4.2.4 其他单元
• 4.3 下位机软件系统程序结构
• 4.3.1 整体程序结构
• 4.3.2 脉冲方式检定程序
• 4.3.3 电流方式检定程序
• 4.3.4 系统校准程序
• 第5章 基于Modbus的上下位机通讯设计
• 5.1 检定系统MODBUS通讯协议说明
• 5.1.1 上下位机交换数据
• 5.1.2 检定系统标准Modbus通讯协议
• 5.2 上下位机通讯程序设计
• 5.3 系统通讯维护程序设计
• 5.3.1 心跳包程序
• 5.3.2 看门狗程序
• 第6章 上位机用户操作系统设计
• 6.1 用户操作系统软件总体设计
• 6.1.1 实现功能
• 6.1.2 软件总体框架结构
• 6.2 用户操作系统软件详细设计
• 6.2.1 使用串口控件MSComm进行数据通信
• 6.2.2 利用MFC操作Excel功能进行数据处理
• 6.2.3 基于面向用户的系统操作方式
• 6.2.4 操作系统显示单元
• 第7章 检定结果数据处理与比对
• 7.1 检定结果计算
• 7.1.1 脉冲方式检定结果
• 7.1.2 电流方式检定结果
• 7.2 标准表比对法进行系统数据修正
• 7.2.1 标准表比对法的提出
• 7.2.2 标准涡街流量计标定数据
• 7.2.3 标准涡街流量计标定数据与该系统标定数据比对
• 7.2.4 系统数据修正
• 第8章 结论与展望
• 参考文献
• 致谢
• 附录A