低功耗两线制科氏质量流量变送器研制

发布时间：2024-04-08 22:04

　　基于科里奥利力原理的科氏质量流量计能够直接测量流体的质量流量,不受外界温度、压力的影响,测量精度高、重复性好。两线制流量计具有产品成本低、电流环抗干扰能力强、通讯线能够为流量计提供电源、可以应用在易燃易爆场合等优点,是工业现场常用的仪表类型之一。科氏质量流量计既要维持流量管持续稳定的振动,又要高速、准确地处理传感器输出信号、计算质量流量,所以,其变送器的功耗较高,较难做到低功耗、两线制。目前,只有国外著名仪表公司研制出低功耗两线制科氏质量流量计,国内没有此类产品和研究成果。为此,我们研制低功耗两线制科氏质量流量变送器。研制基于STM32单片机的硬件系统,由信号调理模块、驱动模块、数据处理模块、通讯模块、温度补偿模块、安全栅模块和电源管理模块七大模块组成。深入研究了硬件设计中的难点:驱动方式、功耗分配和电源管理,并提出了解决方案。采用STM32单片机设计了半数字驱动方式,改变了驱动结构,减少了驱动电路使用的芯片数量。采用与艾默生公司的高准2200S型变送器类似的12～20m A回路供电技术,12m A用于变送器正常工作,12～20m A用于通讯。采取“DC/DC+LDO”的供电结构,先用...

【文章页数】：74 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

图1.2流量管受力分析

合肥工业大学硕士学位论文2[11-14]。科氏力是对旋转参考系中的质点，进行惯性参考系中的直线运动时，由于质点的惯性，会使旋转参考系中直线运动发生偏转的一种描述，是一种假想力。图1.1（a）为惯性参考系中观察者观察到的现象，一个以角速度进行逆时针旋转的圆盘中，一个质点m沿直线从圆....

图1.3科氏质量流量计组成

第一章绪论3流体受到的科氏力为：222cmFvmvsaaq（1.2）式中，mq为流体的质量流量。AD1段对整个流量管产生的扭矩为：24cmMFbabq（1.3）式中，b为D1D2直管段长度的一半。该段流体造成的扭矩会造成AD1段发生扭转形变，使AD1段最大位移了x。假设流量管的弹....

图1.4传感器结构图

合肥工业大学硕士学位论文4传感器由流量管、激振器、拾振器和温度传感器组成，如图1.4所示。激振器由激振线圈、铁芯和永磁体组成，当正弦波驱动信号加在激振线圈上时，线圈会产生磁场，该磁场会与永磁体产生相互吸引或排斥的力，这个力会驱动流量管振动。拾振器同样由拾振线圈、铁芯和永磁体组成，....

图1.5科氏质量流量计管型

合肥工业大学硕士学位论文4传感器由流量管、激振器、拾振器和温度传感器组成，如图1.4所示。激振器由激振线圈、铁芯和永磁体组成，当正弦波驱动信号加在激振线圈上时，线圈会产生磁场，该磁场会与永磁体产生相互吸引或排斥的力，这个力会驱动流量管振动。拾振器同样由拾振线圈、铁芯和永磁体组成，....

本文编号：3948879