应用TDC-GP2设计的超声波气体流量计

介绍了应用德国ACAM公司设计的时间转换芯片TDC-GP2开发的超声波气体流量计,流量计具备低功耗、高精度等优势.     

一种结合温差式和风速计式的新结构MEMS热式流量计

在器件结构上结合了温差式和风速计式两种检测原理,设计并制造了一种新型结构的MEMS热式流量计.在对温差式流量计的灵敏度、量程等特性进行了有限元仿真的基础上,优化设计了器件结构.同时,提出了一种利用Matlab/Simu-link时域仿真实现热源控制电路设计的方法.采用MEMS微加工技术研制了新型结构的热式流量计.测试结果表明该新设计比传统MEMS热式流量计灵敏度提高近4倍.     

基于国产处理器的超声波流量计研究与应用

为解决超声波流量计应用在偏远地区的供电及安全问题,对超声波流量原理、低功耗供电及处理器国产化进行了研究。设计了以国产低功耗处理器海燕330为控制核心、时间数字转换器为超声波发射及接收核心的低功耗超声波流量计。该处理器可以有效控制系统功耗。时间数字转换器采用低功耗设计,其内部集成超声波发射、接收电路及皮秒级计数器,实现了高精度的超声波时差测量。经过实际测试,所设计的超声波流量计功耗满足电池长期供电的需求,计量达到1%的测量精度。各种低功耗设计,尤其是国产化处理器的应用既降低了功耗,又实现了控制核心自主可控,为流量计的大规模使用提供了安全保证。     

温差发电控制系统的设计

针对温差发电受到外界因素的影响会出现非正常工作的情况,文章以独立的温差发电系统作为研究对象,研究了现有的温差发电系统中的温差发电控制器的优缺点,分析导致温差发电控制器工作不稳定的原因,并在现有的温差发电控制器的基础上,提出了利用DC-DC变换器结合MPPT中的扰动观测法进行改进,实验表明,该温差发电控制系统可以有效的解决温差发电的不稳定性。     

基于ARM的超声波流量计A/D转换电路设计

针对高精度超声波流量计价格不菲的缺点,以时差法超声波流量计为理论基础,借鉴国内外先进的超声波流量测量技术,选用高性价比的12位低功耗模数转换器ADC12DL040芯片和ARM处理器LPC2138设计了基于ARM的超声波流量计A/D转换电路.实验结果表明所设计的A/D转换电路很好地实现了超声波回波信号的高速高分辨率采样,A/D的最小分辨时间为0.305ns.在解决超声波流量计关键技术问题的同时降低了生产成本,为低成本高精度超声波流量计的研制打下了坚实的基础.     

采煤机可收集微弱环境能量分析

能量收集是将外部环境能量转换为电能的过程,在实现低功耗无线传感器的自供电方面具有一定发展潜力。目前能量收集技术在采煤机上的应用探索缺乏对能量收集系统适应性的研究,不能实现可靠应用。针对上述问题,根据采煤机的工况环境特点,分析了采煤机上可收集的微弱环境能量及将其转换为电能的可行性,指出光照能量、温差能量、振动能量作为采煤机的3种典型环境能量,由于能量特点不同,其适应性也各不相同。光照能量适应性差,不适合作为能量收集技术中的环境能量来源。温差能量来源稳定,温差发电片安装便利,具有一定的适应性,但温差发电片需安装在采煤机的主要产热部位,安装位置具有一定的局限性。振动能量总量大,压电发电片结构简单,受工况环境因素影响较小,安装位置不受限制,具有较强的适应性。     

低功耗数字涡街流量计硬件研制中的关键技术

数字涡街流量计采用了数字频谱分析与带通滤波器组相结合的方式,在低功耗情况下,它能保证最大限度地滤除流量信号中混杂的噪声信号.根据降压型DC/DC与低压差线性稳压器(LDO)的转换特点,搭建了高效率的电源转换电路,为系统提供最大的可用电流.同时,电路设计选用低功耗器件,并根据工作状态对一些器件或者电路进行选通,最大程度地降低了系统的功耗.经实际测试表明,系统性能达到了涡街流量计的工业要求.     

恒磁式电磁流量计极化电压控制方法的研究

本文介绍了一种动态跟踪反馈控制极化电压的实现方法,并分析推导了该方法的测量原理.设计出低功耗测量电路,编写基于Microchip单片机的软件程序.通过和已经标定好的电磁流量计进行比对测量,从理论和实验两方面都证实了电磁流量计采用恒磁励磁的方法的可行性.     

基于MSP430C325的智能暖气热值表开发研究

介绍了采用低功耗的MSP430C325单片机为主控器、Pt100为温度传感器及附加体积流量计实现暖气热值计量仪表的设计方案.     

基于温差发电的车载手机充电装置设计

计以温差发电为基础,汽车热源(如发动机,排气管)为载体,AT89C52为控制核心,设计了一款温差发电的车载手机充电装置.该装置主要由温差发电片、LM2577升压稳压电路、AT89C52单片机、MAX1898充电、DS2438检测等模块组成.该装置通过温差模块直接将汽车余热(如发动机,排气管)转换成电能,通过以AT89C52单片机为核心的充电模块给手机电池进行充电.     

基于Sil000的无线M—Bus通信系统

仪表总线M—Bus协议是专门为消耗量计量仪表设计的通信标准。无线M—Bus是M—Bus的一个无线通信标准,无需布线。在布线困难的地方,可以选用无线M—Bus进行通信。本文介绍了基于Sil000的无线M—Bus通信系统主／从节点的硬件系统及软件系统,并对无线M—Bus系统中低功耗的实现进行了探讨。     

基于无线HART的涡街流量计设计

为了扩大涡街流量计的应用范围,设计了一种基于WirelessHART的涡街流量计,重点分析了硬件上的方案设计、WirelessHART模块、涡街信号调理模块和软件上的主函数流程图,最后通过无线HART网关和无线HART网络管理器,测试了无线HART涡街流量计的各项技术功能,测试结果证明该流量计无线HART通信正常可靠。     

智能数字涡街流量计开发

介绍了结合数字信号处理方法,运用频谱、功率谱技术,对涡街流量传感器输出的信号进行有效甄别,剔除混杂的干扰信号,从而提高涡街流量计抗干扰的能力和拓展测量范围并在低功耗的情况下同时实现一体化压力温度补偿、HART通讯功能、完成智能数字涡街流量计系列产品工程化的的方法和性能测试结果。     

基于双测试原理的热式质量流量计的设计

传统恒温差式热式流量计受到测量电路本身限制,最大加热电流受限,因此测量范围有限。设计研制了一种结合恒温差法和恒功率法的热式质量流量计。该流量计是基于托马斯理论,对功耗和温差进行采集,从而测得流量。相比于传统恒温差式质量流量计,该流量计在低流速时通过对桥式电路电压差采集,以控制数字电位器改变输入总电压,从而实现探头间温度差恒定,测量功耗测得流量;而在高流速时,通过数字电位器控制功率恒定,探测电路各个参数,从而计算得到温度差,测得流量。该流量计针对内径80 mm的管道,测量范围为0~1500 m³/h,量程约为传统恒温差式流量计的1.3倍,相对误差小于1%,满足实际使用需求。相比于传统恒功率式流量计,该流量计测低流速时精度更高。     

涡街流量计信号能量的功率谱式表征与应用

为了研究涡街流量计实际流量信号的能量分布情况,提出了一种基于功率谱幅度的涡街流量计信号能量的表征方法.在此基础上,定义了涡街信号的功率谱能量比,定量讨论实际流量信号在整个涡街流量计输出信号中的能量变化规律.结果表明,涡街信号的功率谱能量比分散性较大;当被测介质为水和空气时,其值分别介于38%～96%和10%～65%;并且在靠近发生体的地方功率谱能量比的值较大,涡街信号强、易于检测.因此,功率谱能量比可作为优化选择涡街流量计检测元件位置的参数之一.     

自适应频率测量方法(AMF)及其在涡街流量计中的应用

本文研究了用于涡街流量计信号处理的自适应频率测量方法(AMF).这种方法将自适应 滤波和功率谱分析结合在一起,特别适合于测量或估计涡街流量计这类受随机噪声和干扰影 响了的信号频率.理论分析和实验结果证明,此法对提高涡街流量计应用中的测量精度是有 效的,同时,也适用于其他仪表测量系统.     

基于WirelessHART的电力无线传感网设计

为推动泛在电力物联网建设,提高感知层电力数据采集量,解决传统电力系统有线电表布线成本大、恶劣环境下施工不便及人工抄表效率差等问题,设计了一种基于WirelessHART协议的无线智能电表,建立节点路由算法与时间同步算法,使多台智能电表构成完整的电力无线传感网络,对电能实现实时可靠的电力计量与调度。将无线网关在上位机进行测试,判断网络的传输效率与稳定性。     

低功耗智能多点挠度监测系统设计

现有的激光图像挠度监测系统大多存在着功耗大、布线方式繁琐等问题,为了解决这些问题,运用嵌入式技术、无线技术、秘书机制省电技术,设计并实现了一种耐用性高、功耗低的智能多点挠度监测系统;采用一种间断性电源供应管理器(简称秘书机制管理器)给系统元件动态供电,采用GPRS远程无线技术实现数据的远程传输,并采用SRWF-501单片射频收发器件实现系统内部元件之间的短程无线通信;在桥梁现场进行了系统性能测试试验,结果表明该系统具有功耗低、数据无线传输且能连续自动在线监测等优点,完全能解决现有的激光图像挠度监测系统的各种缺点。     

基于ZigBee的无线气体监测系统的设计

针对传统气体监测系统布线复杂,可拓展性差的不足,将ZigBee技术与无线传感器网络技术融合,提出了一种基于ZigBee的无线气体监测系统的设计方案,并对该系统的硬件和软件设计进行了分析。此系统具有免布线、低功耗、自动组网、应用简单等特点,具有较高的应用价值。     

涡街流量计的研究

涡街流量计是目前发展势头十分良好的流量计,在管道流量测量中得到广泛应用,并已跻身通用流量计之列.但涡街流量计尚属发展中流量计,其理论基础和实践经验较薄弱,在使用中,还会出现一些预想不到的问题.为解决这些问题,国内外科研工作者进行了大量的研究工作,并取得了一定进展.从涡街流量计中旋涡分离、涡街发生体形状、涡街信号检测方法及涡街信号分析和处理几方面对国内外研究现状进行了综述,指出研究中存在的难点及今后的研究方向,并提出一种利用涡街原理的新质量流量测量方法.