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高性能电解法气相微量水份仪的研制

作　者: 陈麟
导　师: 黄西平
学　校: 西安理工大学
专　业: 检测技术与自动化装置
关键词: 电解法水份仪微量水份测量多传感器技术 ADuC812单片机
分类号: TH83
类　型: 硕士论文
年　份: 2008年
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内容摘要

电解法气相微量水份仪是一种在线过程绝对法水份测量仪表,主要用于测量炼油、石油化工、化肥、冶金、电子等工业部门和制配气单位在线分析空气、氧气、氮气、氢气、氯气、一氧化碳、二氧化碳、烷烃、芳烃等气体中所含的微量水份。在电解法水份仪对被测样气含水量的检测过程中,由于受其测量原理的影响,传感器的输出会受被测样气温度、流量、压力的扰动影响,即测量系统对温度、流量、压力存在交叉灵敏度,同时传感器之间又存在相互耦合,从而影响系统的动态性能。本文提出了一种改善电解法水份传感器测量性能的新方法,通过对水份、温度、流量、压力四个参量进行实时检测,并采用多传感器技术的多变量检测修正算法对被测样气的温度、流量、压力信号进行数据动态补偿处理有效地抑制非目标参量的干扰,以提高系统在线测量的准确度和鲁棒性,获得高稳定性测量结果。本文在理论分析的基础上,研制了外绕式结构的电解法水份传感器,并设计制作了基于ADuC812单片机的高性能电解法气相微量水份仪。实验证明:该方法能够消除或削弱非目标参量对湿敏传感器性能的影响,有效地改善其测量性能。

全文目录

摘要  3-4
Abstract  4-7
1 绪论  7-10
  1.1 本课题研究背景及重要意义  7-8
  1.2 研究内容  8
  1.3 本人主要的工作  8-9
  1.4 本章小结  9-10
2 电解法气相微量水份仪概述  10-23
  2.1 电解法水份传感器测量原理  10-14
    2.1.1 电解法水份传感器结构  11-14
    2.1.2 电解法水份仪气路结构  14
  2.2 电解法水分传感器的静态数学模型  14-16
  2.3 电解法水份传感器的动态建模及动态性能分析  16-20
  2.4 目前电解法气相微量水份仪存在的问题  20-22
    2.4.1 测量的准确度  20-21
    2.4.2 系统的鲁棒性  21-22
  2.5 本章小结  22-23
3 多传感器融合技术概述  23-32
  3.1 多传感器数据融合技术的基本原理  23-24
  3.2 多传感器信息融合技术的主要特点  24-25
  3.3 多传感器数据融合技术的一般结构模型  25-27
  3.4 基于多传感器技术的多变量动态补偿算法设计  27-31
    3.4.1 传感器观测相互独立条件下分步线性补偿算法  27-29
    3.4.2 传感器观测相互耦合条件下分步线性补偿算法  29-31
  3.5 本章小结  31-32
4 多传感器技术在电解法气相微量水份仪中的应用  32-51
  4.1 基于多传感器技术的气相微量水份仪设计  32-34
  4.2 系统硬件  34-42
    4.2.1 外部电源电路设计  34-37
    4.2.2 温度传感器检测电路  37-38
    4.2.3 压力传感器检测电路  38
    4.2.4 流量传感器检测电路  38-40
    4.2.5 电解法水份传感器检测电路  40-42
  4.3 系统软件  42-50
    4.3.1 数据处理程序设计  44-46
    4.3.2 I~2C通信程序设计  46-50
  4.4 本章小结  50-51
5 结论  51-52
致谢  52-53
参考文献  53-56
附录1 系统硬件原理图  56-59
附录2 系统硬件实物图  59-60
附录3 系统硬件PCB图  60-61
研究生阶段获奖及发表论文情况  61

高性能电解法气相微量水份仪的研制

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