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作者：王英亮哈尔滨工业大学

学位级别：硕士

在石油化工等行业中迫切需要一种能实现多层面全程检测,能指示出油水不同界面和混合层厚度的新型液位测量仪表。基于分段式电容传感器的液位测量仪恰恰能够满足这种需求。分段式液位测量是利用等结构物理电极把整个测量范围分成不同层面... 详细信息

在石油化工等行业中迫切需要一种能实现多层面全程检测,能指示出油水不同界面和混合层厚度的新型液位测量仪表。基于分段式电容传感器的液位测量仪恰恰能够满足这种需求。分段式液位测量是利用等结构物理电极把整个测量范围分成不同层面,每个层面对应着固定的空间高度,用模拟电路技术、数字电路技术及单片机技术相结合,逐层测量电容。如果测量的是同一介质,各段采集的数字量应该一致或接近,反之则有较大差异,利用该现象可以判断出介质分界面的层段,就能计算出界面或液面高度。分段式液位测量系统中的变送器部分是本论文的主要研究内容。首先对变送器部分进行了整体的方案设计,变送器由电容/电压转换、纹波控制电容切换、放大倍数切换、A/D转换、单片机、光电隔离和RS485串口通讯等几部分组成。其中微小电容测量是变送器部分的关键技术,在比较了多种电容测量方法后,采用了基于充放电法的抗寄生干扰的微小电容测量方法,因此重点在理论上分析了这种测量方法的原理和优点。在整体设计和理论分析的基础之上,从硬件和软件两方面对各部分进行了具体的设计,包括硬件电路和软件流程等。通过现场调试实验和数据分析,验证了此变送器具有良好的性能,达到了要求的技术指标,同时指出了需要改进和完善的地方。

关键词：分段式液位测量变送器微小电容测量充放电法

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分段式液位测量数据显示仪表的研究

分段式液位测量数据显示仪表的研究

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作者：何鹏哈尔滨工业大学

学位级别：硕士

在工业控制领域,显示仪表一直扮演着非常重要的角色。显示仪表为人们提供工业现场重要的生产信息,方便人们对生产流程进行有效的监视和控制,使生产能稳定有序地进行。根据石油化工生产的特殊性,本课题研究了一种专用的数据显示仪表,用... 详细信息

在工业控制领域,显示仪表一直扮演着非常重要的角色。显示仪表为人们提供工业现场重要的生产信息,方便人们对生产流程进行有效的监视和控制,使生产能稳定有序地进行。根据石油化工生产的特殊性,本课题研究了一种专用的数据显示仪表,用于油田油罐中的液位和油厚数据的显示,不仅实现了对石油化工生产的有效监控,而且在降低生产成本、简化管理等方面效果显著。本文首先根据分段式液位测量系统的具体特征和国内外显示仪表发展概况,确定了数据显示仪表的总体功能要求和总体设计方案。然后,对本系统的各个功能模块的软、硬件设计逐一进行阐述、分析、论证。主要包括:电源和时钟模块、RS-485通信模块、按键和LED数码管显示模块、4-20mA调理及A/D转换模块、看门狗/低压检测模块和报警模块等。本文重点对基于RS-485总线的多点对多点的分布式通信网络进行了研究,通过一种退避算法和通信协议成功解决了可能出现的通信冲突。同时,本文还详细描述了显示仪表如何在较强电磁干扰环境下对4-20mA工业电流进行有效的调理和A/D转换,达到课题要求的测量精度。本数据显示仪表经过多次模拟实验测试、改进、优化,现已作为成品在工业现场实验运行,其性能稳定、操作方便、抗干扰能力强,得到了用户的一致好评,具有良好的应用价值和开发前景。

关键词：分段式液位测量显示仪表 RS-485通信退避算法

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