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石油产品闭口闪点检测仪研究

作　者: 修伟
导　师: 张元良
学　校: 大连理工大学
专　业: 精密仪器及机械
关键词: 闭口闪点 温度测量 温度补偿 扩展总线
分类号: TH811
类　型: 硕士论文
年　份: 2008年
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内容摘要


在石油产品的生产、储存和运输过程中,闭口闪点是必不可少的反映石油品质和安全性的检测指标。与国外相比,国内的石油产品闭口闪点自动测定仪,在测量精度、稳定性、实验效率和操作界面等方面仍然需要改进。根据国标GB/T261和美国材料与试验协会ASM D93两种石油产品闭口闪点测定标准,本文设计了一套自动化、高精度、高可靠性、操作方便的石油产品闭口闪点检测系统。该系统采用MSP430F169为控制单元,EPM240为接口和功能协处理器的核心框架方案。运用∑-△转换技术的16位模数转换器AD7705提高了系统的测量精度。设计了基于RS 232的内部扩展总线,使仪器具有很强的可扩展性,并将LCD控制器、触摸屏控制器和U盘读写器连接到总线上。系统使用触摸屏和大尺寸彩色LCD技术,提供用户丰富的信息和良好的操作环境。在使用Pt100温度传感器代替液体温度计过程中,二者的动态特性差异会给测量带来误差。为了符合石油产品检测仪器标准,须以液体温度计为标准对Pt100传感器进行动态补偿。本文分析装配式Pt100传感器和GB1水银温度计的数学模型,首次引入三阶模型描述Pt100传感器。通过实验,辅以MATLAB软件计算仿真,得到二者传递函数。提出基于传递函数的补偿算法将前者动态特性逼近后者,并将该算法应用于实际检测中,得到了较好的逼近效果。经实际调试验证,该系统结构简单,成本低廉,控制灵活,性能可靠,人机交互界面友好,提高了工作效率和准确度,满足现实生产需要,有较好的应用和推广价值。

全文目录


摘要  4-5
Abstract  5-9
1 绪论  9-14
  1.1 引言  9-10
  1.2 石油产品闭口闪点检测基本原理  10-11
  1.3 国内外研究现状及发展趋势  11-13
  1.4 课题的主要工作  13-14
2 石油产品闭口闪点检测仪的总体方案设计  14-20
  2.1 闭口闪点检测方法讨论  14-16
    2.1.1 准备工作  14
    2.1.2 试验步骤  14-15
    2.1.3 大气压对闪点影响的修正  15-16
  2.2 石油产品闭口闪点检测仪总体设计  16-20
    2.2.1 基本工作原理  16-17
    2.2.2 总体设计方案  17-20
3 系统硬件电路的设计  20-40
  3.1 MSP430F169  20-22
  3.2 温度测量电路  22-33
    3.2.1 铂电阻连线方式选择  24
    3.2.2 铂电阻温度测量电路设计  24-33
  3.3 其他测量电路  33-37
    3.3.1 闪火检测电路  34-35
    3.3.2 大气压力测量电路  35-36
    3.3.3 室温测量电路  36-37
  3.4 驱动电路设计  37-39
    3.4.1 交流负载驱动  37-38
    3.4.2 点火电机驱动  38
    3.4.3 搅拌步进电机驱动  38-39
  3.5 微型打印机接口  39-40
4 人机信息交换接口设计  40-53
  4.1 物理层定义  40-42
    4.1.1 电气接口定义  40-41
    4.1.2 接口电路  41-42
  4.2 数据链路层定义  42-43
  4.3 传输层定义  43-45
    4.3.1 数据报文定义  43-44
    4.3.2 中断响应方式  44-45
    4.3.3 网络拓扑结构  45
  4.4 TFT彩显控制器终端  45-49
  4.5 触摸屏控制器终端  49-52
    4.5.1 电阻式触摸屏原理  49-51
    4.5.2 触摸屏控制器  51-52
  4.6 U盘读写终端  52-53
5 LIMS通信  53-55
  5.1 通信协议  53-54
  5.2 通信接口  54-55
6 升温速率控制研究  55-67
  6.1 Pt100温度传感器动态补偿  55-62
    6.1.1 补偿原理  55-56
    6.1.2 建立Pt100传感器、GB1水银温度计的模型  56-57
    6.1.3 确定Pt100传感器、GB1水银温度计传递函数中的参数  57-60
    6.1.4 动态特性逼近的补偿算法  60-61
    6.1.5 实验验证  61-62
  6.2 温度控制方法  62-67
    6.2.1 PID调节的控制算式  63-65
    6.2.2 升温速率的PID控制  65-66
    6.2.3 加热器控制方式  66-67
7 程序设计简介  67-70
  7.1 EPM240硬件描述  67-68
  7.2 主程序设计  68-70
8 调试  70-75
  8.1 整机调试  71-74
  8.2 测量精度验证  74-75
结论  75-76
参考文献  76-78
附录A 系统原理框图  78-79
附录B 主控板电路图  79-83
附录C 测量板电路图  83-86
附录D 驱动板电路图  86-88
附录E 主控电路板  88-89
附录F 测量电路板  89-90
附录G 驱动电路板  90-91
攻读硕士学位期间发表学术论文情况  91-92
致谢  92-93

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中图分类: > 工业技术 > 机械、仪表工业 > 仪器、仪表 > 热工量的测量仪表 > 温度测量仪表
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