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新型智能船用油份浓度计的研制

作　者: 张克锐
导　师: 陈武
学　校: 集美大学
专　业: 轮机工程
关键词: 油份浓度计双入射通道 IEEE1451.2 数据拟合
分类号: U664.9
类　型: 硕士论文
年　份: 2013年
下　载: 27次
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内容摘要

船用油份浓度计用于检测船舶所排放的舱底污水中的含油浓度，防止含油污水对海洋环境造成破坏。新型智能船用油份浓度计的研制有助于提升船舶在航行过程中对所排放污水中油分浓度检测的精确性以及防止人为的船舶舱底水乱排现象。本文所研制的新型智能船用油份浓度计采用双入射通道相互补偿的方法来确保船舶航运到不同地域时，可以减小外界环境对传感器的影响；采用红外散射-透射比值法来检测水中油份浓度，并将整个传感器模块做成智能变送模块SMIT。在硬件设计上，智能油份浓度计包括9个模块：传感器、发射电路模块、接收电路模块、信号调理模块、AD采集模块、单片机控制模块、通道选择模块、自检电路模块以及液晶显示模块。各功能模块的原理图分别设计和调试，然后将所有功能模块集成在一块电路板上，构成智能油份浓度计完整的电路图。在软件设计上，分别编写通道选择模块、AD采集模块、液晶显示模块、IEEE1451.2标准接口TII的驱动以及对电子表格TEDS的解析的相关模块程序。通过设计的软件来驱动硬件进行合理配合工作，实现整体的正常运行。在数据处理方面，采取多次采集取平均值的方法，对所采集到的波动信号的数值进行滤波；此外，利用Oringin8.0软件进行数据的处理和线性拟合，并将拟合的公式存入智能油份浓度计的单片机系统内，以实现显示电压比值所对应的油份浓度，从而完成系统的设计。

全文目录

摘要  4-5
Abstract  5-6
目录  6-8
第1章绪论  8-13
  1.1 课题研究背景  8-10
  1.2 国内外研究现状  10-11
  1.3 本论文研究的主要内容  11-13
第2章智能油份浓度计方案  13-23
  2.1 智能双通道油份浓度计系统方案  13-17
    2.1.1 朗伯-比尔定律  14-15
    2.1.2 瑞利散射定律  15-16
    2.1.3 散射-透射比值法  16
    2.1.4 光电传感器的辐射量的基本度量  16-17
  2.2 油份浓度计的硬件设计  17-21
    2.2.1 油份浓度计的电路图设计  17-19
    2.2.2 电路 PCB 板制作  19-21
  2.3 智能油分计浓度的系统软件开发  21-22
    2.3.1 智能油分计浓度主程序开发  21
    2.3.2 IEEE1451.2 标准的嵌入  21-22
    2.3.3 数据的处理  22
  2.4 小结  22-23
第3章油份浓度计硬件电路  23-39
  3.1 传感器的选择  23-27
    3.1.1 发光器件的选择  24
    3.1.2 发射电路设计  24-25
    3.1.3 接收电路传感器的选择  25-27
  3.2 放大电路  27-29
    3.2.1 共用放大模块  27-29
    3.2.2 散射通路放大器  29
  3.3 信号滤波电路  29-34
    3.3.1 方波信号的处理  29-31
    3.3.2 二阶有源低通滤波器的设计  31-34
  3.4 A/D 数据采集  34-36
    3.4.1 TCL2543 芯片介绍  34-36
  3.6 单片机模块  36-37
  3.7 其他电路模块  37-38
  3.8 本章小结  38-39
第4章软件设计  39-55
  4.1 系统主程序的设计  39
  4.2 通道选择程序的设计  39-40
  4.3 AD 采集程序的设计  40-42
  4.4 液晶显示程序的设计  42-44
  4.5 IEEE1451.2 标准的实现  44-54
    4.5.1 TII 的实现  45-48
    4.5.2 TEDS 的实现  48-54
  4.6 本章小结  54-55
第5章油份浓度计的校正  55-62
  5.1 测试方法  55-56
  5.2 数据采集  56-60
  5.3 数据处理  60-61
  5.4 本章小结  61-62
第6章总结与展望  62-64
  6.1 总结  62
  6.2 展望  62-64
致谢  64-65
参考文献  65-67
在学校期间发表的学术论文  67

新型智能船用油份浓度计的研制

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