天然氣的流量監測畢業論文-免費閱讀

　　

【正文】 這次設計，使我對光電系統的設計有了初步的了解，并明白了畢業設計是一次理論與實際相結合，用來鞏固我們大學期間所學知識，提高我們的實際應用能力的一個機會，并能全面的幫助我提高專業素質以及動手能力。允許工作的時鐘為0—24MHz。 Pin 7 (放電) 這個接腳和主要的輸出接腳有相同的電流輸出能力，當輸出為ON時為LOW，對地為低阻抗，當輸出為OFF時為HIGH，對地為高阻抗。周期的結束輸出回到O伏左右的低電位。其延時范圍極廣，可由幾微秒至幾小時之久。“0”電平從A的輸入到Ⅲ的輸出端需傳輸3τ的時間。該IC內含六個獨立的反相器。又由于光耦合器的輸入端屬于電流型工作的低阻元件，因而具有很強的共模抑制能力。所以流量L=60Af／K1M由時間t控制電子門，則計數器計數N為 N=ft則L=60AN／K1Mt=KN∝N K=60A／K1Mt； 器件選擇 光電耦合器 光耦合器（optical coupler，英文縮寫為OC）亦稱光電隔離器，簡稱光耦。③計算計數器：具有計算功能的計數器，可進行數學運算，可用程序控制進行測量計算和顯示等全部工作過程。各種門電路有著不同的功能，即針對不同的輸入數值給出輸出數值（比如或門要求兩個輸入值中有一個或以上為1時輸出1；與門在兩個輸入值都為1是輸出1，否則輸出0；非門只有一個輸入，而輸出與輸入反相），就像數學上簡單的方程式；不同種類的門就像不同的方程式；大量的各種門可以描述更為復雜的方程式。當高觸發端TH的電壓高于(2／3)VDD時，比較器C：輸出為高電平，使RS觸發器置0(即Q=0)，而Q=1使放電管T導通。它們是基本RS觸發器的輸入信號。比較器c1的基準電壓為Vref1=(2／3)VDD，比較器C：的基準電壓為VREF2=(1／3)Vnn。　　 555定時器有TTL集成定時器和CMOS集成定時器，其邏輯功能及外部引線排列完全一樣。這種波形失真稱為放大器的頻率失真。負載能否得到這么大的功率，取決于負載是否與信號源內阻匹配。因此假如在放大器輸出端外加信號電壓U， 計算出由U產生的電流I，則ro=U/I, 如圖34（c）。Ui和Ii分別為放大器輸入信號電壓和電流的有效值，RL為負載電阻，Uo和Io分別為放大器輸出信號電壓和電流的有效值。如果電容C2的容量足夠大，則對交流信號的容抗很小，忽略其上的壓降，則管壓降的交流成分就是負載上的輸出電壓，因此有uo=uce 把輸出電壓uo和輸入信號電壓ui進行對比，我們可以得到如下結論：(1) 輸出電壓的波形和輸入信號電壓的波形相同， 只是輸出電壓幅度比輸入電壓大。圖32 放大器的工作情況（a） 輸入特性曲線和ui的波形；（b）基極電流的波形；（c）集電極電流的波形；（d）Re上壓降的波形；（e）管壓降的波形同樣，iC也由兩部分組成：一個是固定不變的靜態集電極電流IC；一個是作正弦變化的交流集電極電流ic。1. 無輸入信號時放大器的工作情況：在圖31(b)所示的基本放大電路中， 在接通直流電源UCC后，當ui=0時, 由于基極偏流電阻Rb的作用，晶體管基極就有正向偏流IB流過，由于晶體管的電流放大作用，那么集電極電流IC=βIB，集電極電流在集電極電阻Rc上形成的壓降為UC=ICRc。其中，直流電源和相應的偏置電路用來為晶體三極管提供靜態工作點，以保證晶體三極管工作在放大區。傳光介質是光纖，所以用通信光纖甚至普通的多模光纖就能滿足要求。在這類傳感器中，光纖不僅起傳光的作用，同時利用光纖在外界因素(彎曲、相變)的作用下，使其某些光學特性發生變化，對輸入的光產生某種調制作用，使在光纖內傳輸的光的圖2－3 功能型光纖傳感器強度、相位、偏振態等特性發生變化，從而實現傳和感的功能。 光纖的傳導原理光的全反射理論是光在光纖中傳導應用的主要原理。光纖的最外層為套層，一般是由塑料管做成，與緩沖涂敷層作用一樣都是起保護作用的，不同顏色的塑料管還可以用來區分光纖的種類。耐腐蝕、耐高溫、體積小、重量輕等優點，廣泛用于各種物理量的測量，發展極為迅速。目前由于渦街頻率測量元件的限制，渦街流量計可正常測量的溫度、壓力和管道口徑有一定要求。 對渦街信號分析及處理的研究渦街流量計在本質上是流體振動型流量計，因此在工業現場使用時，管道及各種設備振動引起的干擾會降低測量精度。但迄今為止，這些研究主要還建立在實驗基礎上，還不能說哪一種形狀堪稱最佳。對鈍體繞流問題的研究至今已有一百多年的歷史。我國規定天然氣流量測量的標準狀態是:，℃。并介紹了一種光纖流量計的傳感器結構和硬、軟件部分，給出了相應的放大、濾波、整形電路原理圖和軟件流程圖。為了保證天然氣生產及利用企業的貿易計量公正合理，維護貿易雙方的正當權益，歐洲最早制訂了EN1776：1998《天然氣測量系統基本要求》，而我國起步較晚，目前這一比例還不高。我國是天然氣資源較豐富的國家之一，但天然氣的利用卻嚴重滯后，天然氣工業發展有著很大潛力，尤其是西氣東輸工程的建設，必將為我國經濟、社會很環境的協調發展產生強大的推動力。關鍵字：天然氣 渦街流量計 光纖 儀表系數 信號處理Abstract目錄 第一章 前言 對漩渦（渦街）發生體形狀的研究 對渦街信號的分析及處理的研究 天然氣流量檢測儀器的研究難點和發展趨勢 渦街流量計的理論基礎還很薄弱 渦街流量計應用范圍的擴展 渦街流量計應用于質量流量的測量第二章 光纖傳感器 光纖傳感器的原理 光纖的結構 光纖的種類 光纖的傳導原理 光線傳感器的分類 功能型光纖傳感器 光的調制方式第三章 檢測電路 放大電路 三極管放大電路 放大電路工作原理 放大電路的主要性能指標 整形電路 整形電路原理 脈沖形成電路 電子門電路 計數器第四章 天然氣流量檢測器的系統設計 檢測器整體設計方案 要求 方案 原理 器件選擇 光電耦合器 CD4069 NE555 AT89C4051第五章 實驗結果參考文獻及致謝第一章 前言天然氣流量計采用渦街原理制造，具有測量精度高、量程寬、功耗低、安裝方便、操作簡單、壓力損失小等優點，可測量工況體積流量或標準體積流量（一體化智能溫度、壓力補償），根據用戶需要，可附帶脈沖或4～20mADC電流輸出功能。天然氣流量計量方法很多，可用的流量儀表也很多，按工作原理大致分為:差壓式流量計、容積式流量計、速度式流量計3種類型。1912年卡門(Von Kamman)系統地研究了渦街的形成和穩定性等問題，使鈍體繞流研究上升到一個新的高度。因此，在理論和實驗上還需要進一步研究，能給出旋渦發生體形狀和參數通用的設計準則。近年來，國內外針對這一問題從渦街信號處理的角度展開了大量研究。 利用1臺多變量智能變遞器同時檢測溫度、壓力、差壓等，采用現場總線制，通過數字信號傳輸，送入流量計算機(或工控機)數據采集卡后上通過流量計算軟件計算出天然氣瞬時流量、累積流量及實現其他功能。如測量的溫度范圍為－200oC～400 oC，最高可承受壓力為15 MPa, 300mm,隨著新的頻率檢測技術和新的傳感技術的不斷涌現，為渦街流量計的工作范圍的擴展提供了可能。 光纖傳感器的原理光纖傳感器主要由光源、傳導光纖與光電探測器三個部分組成。 光纖的種類從構成光纖的材料看，有玻璃光纖和塑料光纖兩大類，從性能和可靠性考慮，當前大都采用玻璃光纖。如圖22所示，光纖由折射率為n1稍高的纖芯和折射率n2稍低的包層構成，周圍介質折射率為n2,入射光線與光線軸線之間的夾角α稱為光線端面入射角；光線進入光纖后