多传感模块融合的空气流量计的设计

根据热式空气流量计的基本原理,空气的密度会对质量流量的测量造成一定误差。设计多传感模块融合的空气流量计,在Bosch HFM-7系列热膜式空气流量计流道结构的基础上,融合空气流量敏感元件和温湿度检测模块,分别将流量敏感元件输出的模拟信号和温湿度检测模块输出的数字信号在控制核心中分析整合,并最终采用单边半字节传输通信协议(SENT)发送给汽车电子控制单元。经实验验证,此多传感模块融合的空气流量计能够精准提供进入发动机的空气的温度、湿度以及质量流量信号,协助发动机控制空燃比,保证燃油充分燃烧,减少尾气排放,节约能耗,保护环境。     

发动机热膜式空气流量计设计与试验研究

针对目前国内船用双燃料发动机空气流量计设计较少以及模拟电路设计方案难以适用的问题,对流量计控制电路存在的缺陷以及非线性误差进行了研究,设计了一种基于MC9S08QD4单片机的发动机热膜式空气流量计.在充分利用芯片内部的硬件资源基础上,开发了热膜传感单元输出模拟信号采集、模/数转化以及流量信号输出控制等电路.同时,针对流量信号存在对环境温度交叉敏感等问题,采取了基于查表的自动标定方法和基于多项式拟合的误差补偿方法.对该设计进行了与标准流量计的性能对比试验和发动机不同工况下的性能对比试验.试验结果表明,该设计能有效减小的非线性误差影响以及减少工况变化对测量精度的影响,有利于实现空气流量计的自动化和智能化.     

基于恒温差的热式空气流量计

文中提出了一种基于恒温差的热式空气流量计的设计方法。该流量计采用微型流量传感器、集成测速铂电阻和测温铂电阻,能够有效补偿环境温度对空气流量的影响。采用多项式最小二乘法,建立空气流量与传感器输出电压之间的数学模型,通过单片机处理,输出标准的4~20 m A电流信号。实验数据结果表明,该流量计具有响应速度快、测量范围大、测量精度高和重复性好等优点。     

基于ARM的热式空气流量计的设计

针对传统空气流量计在测量汽车发动机进气量时存在精度低、响应慢等缺点,设计了一种基于ARM的热式空气流量计。系统基于恒温差的测量方法,当空气流经加热电阻时,利用加热电路维持加热电阻与环境温度的恒定温差,通过加热电阻上电流变化引起的电压变化来计算得到空气流量信号。实验结果表明,该流量计具有响应速度快、测量范围大、测量精度高等优点,综合测量误差小于1%,流量计的精度满足发动机的要求。     

数字输出型热膜式空气流量计的设计与实现

针对目前国内数字输出型热膜式空气流量计设计较少的现状,设计了一种基于硅MEMS新型热膜式AFS07空气流量传感器和PIC16F1786微控制器的数字输出型车用空气流量计。详细分析了该空气流量计的工作原理和检测电路、恒温差控制电路的设计,通过PIC16F1786微控制器产生了ECU所需频率范围为1.8~11 k Hz、占空比50%的方波流量信号和频率为19 Hz、占空比可变的矩形波温度信号。在此基础上对样机进行了实验。实验结果表明:该样机实现了对不同流量气体和进气温度的检测,且具有良好的温度补偿功能;同时得出该空气流量计输出信号的周期与其对应信号的输出电压之间呈线性关系。     

空气流量计温度流量耦合效应的补偿算法

恒温差工作热膜式空气流量计采用衬底集成电阻检测环境温度,并抑制流量信号的温度漂移。但是加热丝的热扩散使得检测到的环境温度偏高,导致空气流量计存在着温度流量耦合效应。空气流量输出信号随环境温度变化,环境温度检测电阻的输出信号随空气流量变化而变化,致使测量存在较大的误差。因此针对空气流量计的温度流量耦合特性,利用多元线性回归方程分别对环境温度检测电阻以及空气流量的输出信号进行补偿,进而采用决定系数评估多元线性回归模型对空气流量计温度流量耦合效应进行补偿。测试结果表明补偿后空气流量温漂、环境温度检测误差分别减小到1.5%和2%以内。     

超低功耗、高精度矿用超声波气体流量计系统研究

针对传统超声波流量计测量精度低、功耗偏高等问题,对流量测量原理、低压驱动换能器、信号接收发送、系统功耗等方面进行了研究,提出了基于时差法的测量电路、前端激励信号驱动放大电路以及后端信号处理电路的具体实现方案,同时归纳了流量测量精度和系统功耗的影响因素,提出了相应针对措施,设计了一种以超低功耗单片机EFM32和高精度时间测量芯片TDC-GP22为核心元件的新型超声波流量计,利用流量标定装置对该新型超声波流量计进行了标定实验。研究结果表明,该新型超声波流量计能实时采集气体流量、浓度、气压和温度等参数,且测量精度较高、功耗极低,有一定的实际推广应用价值。     

基于DSP的高频励磁电磁流量计设计

针对传统电磁流量计在测量浆液流量时存在精度低、传感器输出波动大等缺点,设计了一种基于DSP的高频励磁电磁流量计。该电磁流量计采用高低压切换励磁方式,通过引入电流旁路来改进变送器的励磁电路,提高励磁频率。利用具有高输入阻抗的差分放大电路放大传感器输出信号,提高信号的信噪比,保证提取信号的精确度。实际测试结果表明:系统测量精度高,对小流速阶段测量准确度明显改善,测量误差不超过5%。     

电子温压补偿式涡轮流量计设计

传统的机械式涡轮流量计难以满足气体标况体积计量的要求,因此,为实现工业现场流量测量的准确性、科学性而设计了电子温压补偿式涡轮流量计。该流量计采用低功耗的控制器、高精度的A/D转换芯片实现流量、温度和压力信号的采集以及对工况流量的温压补偿,合理化的软件设计提高了流量测量的实时性和准确度。     

航空发动机空气流量测量与计算方法研究

空气流量是航空发动机重要的控制参数,利用进气道测量耙获得发动机空气流量是目前国内外常用的方法之一.本文首先对进气道测量耙系统进行了分析和研究,建立了发动机空气流量与附面层位移厚度的数学模型及空气流量的误差数学模型;然后对空气流量测量误差的主要来源进行了分析研究;最后,在某型发动机的飞行试验中运用了本文的测量与计算方法.试验结果表明:本文提出的航空发动机空气流量测量与计算方法能较准确地获得空气流量值,具有很好的工程应用前景.     

智能小流量靶式流量计的研制

小流量、高黏度的介质流量的测量是测量中的难点。靶式流量计测量高黏度介质流量有其独特的优点,但传统的靶式流量计存在机械结构复杂、灵敏度低、小流量时流量系数变化等缺点。介绍了靶式流量传感器的工作原理,对小流量流动流量系数的变化提出了修正方法并研制了智能型小流量测量的靶式流量计。实验结果表明:设计的流量计对高黏度、小流量测量具有较高精度。     

基于ARM单片机的无线涡轮流量计的设计

传统涡轮流量计需要铺设电源线和信号传输电缆,使用起来极不方便。而现有的无线通信方式繁多,特点不一,为了实现计量点分散情况下流量计的远程实时报警、监测流量等功能,对主要无线通信方式进行了简要分析。给出了以ARM单片机为核心处理器,集成无线通信模块的流量计设计方案,并对涡轮流量计的软硬件进行了具体设计。该方案能够实现流量测量、数据存储、流量显示、远程实时报警、远程监控等功能。     

基于DSP的浆液型电磁流量计的研制

设计高频方波励磁方案,提出浆液信号处理方法,以DSP芯片TMS320F2812为核心研制浆液型电磁流量计,以解决浆液测量问题.励磁控制部分采用线性电源搭建恒流源并以高压供电,实现高频方波励磁,并保证信号零点的稳定.信号调理部分采用差分放大、偏置调整以克服共模干扰和极化漂移.信号处理部分采用基于统计分析与信号重构的浆液信号处理方法去除浆液干扰,获得稳定的流量输出.水流量标定和纸浆浆液测量实验结果表明,该浆液型电磁流量计水流量测量精度优于0.5％,浆液测量的稳态波动率小于4％,动态跟随响应时间小于4s,满足实际应用对浆液测量的要求.     

温压补偿型超声气体质量流量计

对超声时差法进行算法改进后，结合气体密度公式推导出超声质量流量方程，据此设计出温压补偿型超声气体质量流量计，给出了流量计核心系统及温压补偿部分的硬件设计。将只用于流体体积流量测量的超声流量计推广到气体质量流量测量领域，使超声流量计趋向理想化。经实验证明此流量计在测量常压空气时精度可达1．42％。     

超声波流量计流体异常诊断与处理方法研究

针对超声波流量计在测量液体流量的过程中,流体的异常状态会极大地影响流量计的测量精度这一问题,提出了一种基于脉宽比和幅值电压检测的方法,以此来监控信号质量,通过对测量系统进行了实时监测并及时诊断异常情况,从而保证超声波流量计的测量精度和可靠性。首先,设计了超声波流量计监测系统,实现对流量计数据的采集、分析与处理等功能;然后,采用脉宽比结合幅值电压监测方法判断了流体异常的类型;利用自适应采样算法的反馈机制调节了测量周期,以适应管道内流体的变化速度;最后,通过流量测量实验,测试了流体内不同气泡状态下脉宽比的变化规律,测量口径为15 mm管道的多个流量点,分析了流体稳态和少量连续气泡状态下传统测量方法与自适应算法测得的数据,对平均相对误差和重复性进行了对比。实验结果表明：异常诊断功能能够判别流体内气泡状态;基于自适应采样算法,超声波流量计在小流量0.1 m³/h～1.5 m³/h区间内平均误差达到1.02%,重复性也达到0.47%,准确度等级达到1.5级。经液体流量标准装置检定,流量计累积流量测量误差降低了60%,重复性提高了80%。研究结果表明：异...     

基于DSP的科氏流量计系统设计

介绍科氏流量计的工作原理和硬件组成。系统以DSP为核心,控制外围硬件工作并采集信号,对信号进行存储计算,输出质量流量值。提出采用希尔伯特变换方法来计算信号相位差和频率,给出系统软件总体设计及运行流程。实验表明,系统测量精度高,重复性好。     

涡街流量计数字信号处理方法

涡街流量计是最近发展起来的一种新型流量计，其传感器输出信号的频率与流体的流速成正比，经过计算可以测量积流量。由于管道的机械振动和流场的不稳定等因素，使得传感器输出信号中含有各种噪声，本文归纳了几种通过数字信号处理测量频率的方法，其中小波变换方法具有较好的应用前景。     

矿用超声波气体流量计的研制

针对当前复杂的煤矿瓦斯抽放环境条件存在的接收信号干扰大、温度变化大等问题,提出了一种由自带增强型DSP处理指令以及具有浮点运算能力的STM32F4微处理器测量的系统设计。基于时差法检测原理,提出了发送端同步激励信号驱动电路、接收端两级信号放大处理电路以及温度补偿电路的具体解决方案,设计了一种矿用双声道超声波气体流量计,并在流量算法上进行了温度补偿和流场系数修正。该系统设计既简化了电路设计复杂性又保证了精确性。实验结果表明,该流量计测量精确、测量下限低且具有极高的稳定性。     

基于某款轿车的空气流量计故障检测与分析研究

燃油汽车发动机空气流量传感器作为精确控制空燃比的重要元件,其性能直接影响到了发动机的正常运转。空气流量传感器异常会使得发动机出现怠速不稳或者动力下降等问题,但在实际检修过程中仅用一种方法无法确定故障原因。本文以某款轿车为例,详细阐述了空气流量计的作用、分类及工作原理,并详细介绍了空气流量传感器的实际检测方法;以发动机怠速不稳的故障现象为例,提供了空气流量传感器的多种故障诊断和排除思路,为之后的汽车维修研究提供借鉴。     

石油流量计的设计

为了改善传统石油动态计量装置误差大,测量精度低,劳动强度大等问题,进行了石油流量计的设计。石油流量计通过对不同流体流量的精确测量和定量计量控制,实现了流量计量的自动化;同时对不同流体可以进行流量系数的更新,也可以在计量系统的输出端,通过切换阀与标准体积管连接,由键盘输入实际流量值,对流量系数进行修正,保证流量计量的精准、可靠。实验表明,该装置的测量误差小于0.525%,达到了使用要求,可以用于瞬时流量计量、累积流量计量和定量计量控制。本装置计量精度高,操作简单、使用方便,可以用于需要进行流量计量的场合。