天然氣的流量監測畢業論文(留存版)

　　

【正文】 在三極管特性曲線上所確定的點就稱為靜態工作點，其習慣上用Q表示。圖2－4 非功能型光纖傳感器 光的調制方式被測量對傳輸光的調制方式有：光通量（光強）調制、光相位調制、光頻率調制、光波長調制、光偏振調制等。光在周圍介質與纖芯的光學界面上發生全反射的條件為： （1－2）當入射角滿足這個幾何條件時，光就能在纖芯內部以同樣的角度反復反射，直到傳導到光纖的另一個終端。如圖21所示為光纖傳感器的原理示意圖。不僅自帶數據庫可實現瞬時參數及流量的顯示，以及累積流量和歷史數據的再現；而且在儀表的運行方面，采取了多種電源保障方式:內電池組、太陽能和外接電源等，實現了在無電力供應情況下，可以獨立自成計量系統，就地顯示天然氣瞬時流量、累積流量和數據的存儲、再現等；正常情況下可通過現場總線和上位機連接，實行數字信號傳輸上傳顯示，也可以在工控機上實行二次數據處理，組成的計量系統更加靈活、可靠。隨著計量技術的發展和計算機運用的普及。但是，鈍體繞流現象是一種復雜的流動現象，涉及到流動的分離、旋渦的生成和脫落、旋渦的相互干擾等問題，受到諸如流體流動工況、紊流度、柱體形式和光潔度等許多因素的影響，雖然經過長期的研究，有了一定的進展，但其中許多基本的理論問題還是沒有得到令人滿意的結果，并存在著不同的觀點和研究方法，特別是在高雷諾數條件下的繞流問題尚待進一步研究。渦街流量計自上世紀70年代投放市場以來，深受廣大用戶歡迎，目前已廣泛應用于石油化工、冶金、機械、輕紡、制藥等工業領域中，作為管道中液體、氣體、蒸汽的計量和工業過程控制中不可缺少的流量測量儀表。天然氣作為一次清潔能源，在世界一次能源結構中的比重逐年上升。市場上不同公司生產的產品具有不同的特點，特別是在渦街發生體的形狀設計上，各有千秋，有梯形、長方形、T形，還有多發生體等，對渦街信號的檢測也有不同方法，采用的元件有壓電元件、熱敏元件、超聲波、電容元件等，在渦街信號處理上為提高測量精度，也有各自獨有的一些專利技術。但旋渦發生體幾何參數至今還沒有比較成熟的計算方法，大多通過實驗確定，目前用的比較多的是圓柱、三角柱、矩形柱、梯形柱和T形柱等5種，其他形狀可以由此演變而得。.1單變量變送器+流量計算機(或工控機) 就是利用單變量模擬變送器分別檢測溫度、壓力、差壓，并將檢測到的電信號轉換成標準的4－20MA模擬信號送人流量計算機(或工控機)的數據采集卡，通過A/D轉換成數字量，在流量計算機(或工控機)上通過流量計算軟件計算出天然氣瞬時流量、累積流量以及實現其他輔助功能。 渦街流量計應用范圍的擴展渦街流量計的應用由于雷諾數的限制，在高粘度、低流速和小口徑情況下難以正確測量，量程受限。包層即包裹纖芯的外圍部分，和纖芯具有不同的折射率（包層的折射率小于纖芯的折射率），纖芯和包層之間擁有良好的光學界面。前者多數使用單模光纖，后者常使用多模光纖。微彎損耗——當光纖發生彎曲到一定程度使光線入射角小于臨界角時，射到纖芯與包層界面上的光有一部分將穿過界面射進包層造成傳輸損耗。基極電流iB由兩部分組成, 一個是固定不變的靜態基極電流IB；一個是作正弦變化的交流基極電流ib。 各種小信號放大器都可以用圖33所示的組成框圖表示，圖中Us代表輸入信號電壓源的等效電動勢，Rs代表內阻。 即圖34 放大器的輸入電阻和輸出電阻因為 ,又 ,所以 。這里重點使用集成555定時器555定時器是一種用途極為廣泛的單片集成電路，只要外接少量電阻、電容等元件就可以構成各種不同用途的脈沖電路。在高觸發端(6)和低觸發端(2)的輸入電壓作用下，電壓比較器CC2的輸出電壓的數字，不是接近+yD。它有一個或多個輸入端和一個輸出端，輸入和輸出為低電平和高電平。3. 如圖42所示，不規則的脈沖信號入射三極管，經過放大電路將脈沖信號放大，再經過整形電路將不規則的脈沖信號轉換為矩形 Ubb f N Rl L／S放大電路整形電路電子門電路計數器顯示圖42 方案細節展示圖矩形脈沖信號。 在這里 我們主要應用槽型光耦。　　NE555是屬于555系列的計時IC的其中的一種型號，555系列IC的接腳功能及運用都是相容的，只是型號不同的因其價格不同其穩定度、省電、可產生的振蕩頻率也不大相同；而555是一個用途很廣且相當普遍的計時IC，只需少數的電阻和電容，便可產生數位電路所需的各種不同頻率之脈波訊號。 Pin 6 (重置鎖定) Pin 6重置鎖定并使輸出呈低態。在這次畢業設計中，得到了充分的應用，并且使我了解了平時沒有機會接觸到的許多儀器設備的工作原理以及使用方法，發現了自己有很多不足之處。AT89C2051共有20個引腳，它只繼承了8031最重要的引腳，體積小巧。 Pin 4 (重置) 一個低邏輯電位送至這個腳位時會重置定時器和使輸出回到一個低電位。該“1”電平又到A點，再經3τ又到Ⅲ的輸出端使輸出又從“1”電平轉到“0”電平。在計算機數字通信及實時控制中作為信號隔離的接口器件，可以大大增加計算機工作的可靠性。它的測頻上限已進入毫米波段，有手動、半自動 、全自動3類。　　 當TH端電壓低于(2／3)VD。 圖38 CC7555 定時器原理圖 圖39 CC75555定時器管腳圖由于此定時器的輸人端是由3個5 kn的電阻分壓組成，故名555定時器。 整形電路 整形電路原理整形電路是有低通濾波器和整形器組成，其原理：如圖35所示 它將輸入正弦波的同步信號進行低通濾波排除高頻干擾后轉換為方波信號。如在放大器內部有電抗元件， ro，ri應為復數值。通過以上分析可知, 放大電路工作原理實質是用微弱的信號電壓ui通過三極管的控制作用去控制三極管集電極電流iC，iC在RL上形成壓降作為輸出電壓。當ui=0時，放大電路處于靜態或叫處于直流工作狀態， 這時的基極電流IB、集電極電流IC和集電極發射極電壓UCE用IB 、 ICQ、UCEQ表示。基于這樣的原理在光纖流量計的應用如光柵光纖流量計。如果要使光完全的約束在纖芯內傳導，則應該使光線在纖芯－包層的光學界面上的入射角β大于等于臨界角β0，即： （1－1）相對于臨界角α0，反映的是光纖聚光能力的大小，被稱為孔徑角。 光源發射的光通過光學器件耦合到傳導光纖中，經過傳導光纖進入調制區，外界的被測參數作用在經過調制區的光信號，并使其光學性質發生變化，例如使光的強度、頻率、偏振態、波長等發生變化成為被調制的信號光，再經過傳導光纖送入光電探測器，并從中獲得需要的被測參數的電信號。 主要利用一體化智能儀表實現了變送器與流量計算機的一體化。對渦街信號的分析和處理大多是建立在二次儀表基礎上，真正投人實際應用還需要深人分析流體振動源特性，建立一種通用信號模板，解決干擾情況下渦街信號和噪聲信號的分離，以準確得到渦街頻率 天然氣流量監測儀器的研究難點和發展趨勢 所謂自動計量，就是利用變送器實時檢測天然氣流量計量中所涉及到的溫度、壓力、壓差等參數，通過計算機中的流量計算軟件，實現整個流量測量環節中無人工參與的天然氣流量測量。國際上對流體繞流物體誘發振動的大規模研究工作是在20世紀50年代開始的，至今已發表了大量研究論文，得到了一系列研究成果。是目前比較理想的天然氣計量儀表。發達國家一般已達到30％～40％，因此天然氣貿易計量所涉及的金額是巨大的，引起國際上的廣泛重視。我國天然氣計量通常以體積表示，法定單位是立方米。為了得到較好的儀表性能，近年來隨著計算機技術的進步，數值仿真理論的發展，對流場特性的研究從二維拓展到三維，從低雷諾數拓展到高雷諾數，國內外科研工作者通過實驗，建立更接近于實際的數學模型，來分析流體繞流后的流動特性，在改善旋渦發生體形狀和多旋渦發生體方面進行了一些有益的探索。+流量計算機(或工控機) 這需要在旋渦發生體形狀，傳感器結構方面作優化設計，以適應不同的測量要求。緩沖涂敷層的作用是增加光纖的力學強度，保護光纖