熱式氣體質(zhì)量流量計(jì)的研制.pdf

1、熱式氣體質(zhì)量流量計(jì)（Thermal Mass Flowmeter）基于對流換熱的原理測量氣體流量，起源于60年代末期。隨著微電子技術(shù)的發(fā)展，測量手段和補(bǔ)償方法得到了很大的提高。熱式氣體質(zhì)量流量計(jì)具有可測微小流量、穩(wěn)定性和可靠性高、壓力損失極小、量程比高、安裝方便、重復(fù)性好、造價(jià)合理等特點(diǎn)，廣泛應(yīng)用于半導(dǎo)體工業(yè)領(lǐng)域中氣體流量的測量，如空氣、天然氣、煤氣、汽車尾氣、醫(yī)療事業(yè)中的氧氣和麻痹劑、采暖通風(fēng)的測量，以及混合氣體的測量。
　　

2、 本文設(shè)計(jì)了一種具有自動(dòng)溫度補(bǔ)償能力的熱式氣體質(zhì)量流量計(jì)。在確定設(shè)計(jì)方案之前對國內(nèi)外的學(xué)術(shù)文獻(xiàn)和研究成果進(jìn)行了大量的調(diào)研和分析，力求在結(jié)構(gòu)簡單、成本合理的基礎(chǔ)下，盡量提高流量計(jì)的精確度和可靠性。設(shè)計(jì)初期對熱式質(zhì)量流量計(jì)的測量原理進(jìn)行了詳細(xì)的介紹和分類，在此基礎(chǔ)上按照采樣電路將設(shè)計(jì)方案分為恒流測量法和恒溫測量法兩類。通過分別建立物理模型、對比仿真數(shù)據(jù)和曲線姿態(tài)，確立了本課題的設(shè)計(jì)方案，并在此基礎(chǔ)上提出了新型的溫度補(bǔ)償電路。為提高測量的可靠

3、性，本課題采用了多點(diǎn)式分布的測量方法。硬件設(shè)計(jì)方面以TI公司的MSP430單片機(jī)為核心，采用模塊化設(shè)計(jì)的思想，將設(shè)計(jì)方案分為采樣模塊、運(yùn)算顯示模塊以及通信模塊。采樣模塊與測量端相連，將所測的流量變化轉(zhuǎn)換為電壓信號，并通過信號調(diào)整和高精度的采樣得到輸入信號；運(yùn)算模塊通過對輸入信號的分析和運(yùn)算得到瞬時(shí)流速和累計(jì)流量，并通過帶有鍵盤和LCD的人機(jī)對話界面進(jìn)行在線顯示；通信模塊主要負(fù)責(zé)將所測流量轉(zhuǎn)換為模擬量和上位機(jī)通信。軟件設(shè)計(jì)包括AD轉(zhuǎn)換、流