【資料下載】基于cygnal單片機(jī)的沼氣儲(chǔ)藏氣密性檢測(cè)儀設(shè)計(jì)

1、2009年3月農(nóng)機(jī)化研究第3期基于Cygnal單片機(jī)的沼氣儲(chǔ)藏氣密性檢測(cè)儀設(shè)計(jì)安新，劉增環(huán)，文露(河北工程大學(xué)信息與電氣工程學(xué)院，河北邯鄲056038)摘要：設(shè)計(jì)了一種基于干式測(cè)漏法(直接壓力測(cè)試法)結(jié)合C8051F021單片機(jī)技術(shù)的沼氣儲(chǔ)藏氣密性檢測(cè)儀。利用高精度A／D對(duì)壓力和溫度信號(hào)進(jìn)行檢測(cè)，通過LCD即時(shí)顯示采集的壓差數(shù)據(jù)，并提供了通訊接口，便于數(shù)據(jù)儲(chǔ)存和分析。同時(shí)，克服了傳統(tǒng)方法易受主觀因素的影響等缺點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)了氣密性檢測(cè)的自動(dòng)化

2、。關(guān)鍵詞：沼氣；氣密性；單片機(jī)；干式側(cè)漏法中圖分類號(hào)：TK6文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A文章編號(hào)：1003—188X(2009)03—0101—030gin推廣。隨著社會(huì)的發(fā)展，越來越多的農(nóng)村家庭使用上了沼氣，也對(duì)沼氣的生產(chǎn)、儲(chǔ)藏提出了很高的安全要求。因此，沼氣儲(chǔ)藏氣密性檢測(cè)是沼氣安全性的一個(gè)重要指標(biāo)。氣密性檢測(cè)作為檢測(cè)方式的一種，國內(nèi)外廣為采用的方法為水沒法，又稱濕式檢測(cè)法。該法將充人一定壓力氣體的工件浸沒在水中，然后由人工觀察的方法，判斷是否有氣

3、泡產(chǎn)生，并由氣泡產(chǎn)出多少估計(jì)其泄漏程度。這種方法雖然不需要操作人員較高的技術(shù)，也不需要配備特殊設(shè)備，且還能準(zhǔn)確找出泄漏位置，但是由于人的主觀性因素的影響很容易產(chǎn)生誤判，不能實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化；效率很低，不能實(shí)現(xiàn)對(duì)泄漏定量的判斷；浸水后需對(duì)工件做表面處理和防腐、烘干等處理，這樣就加大了測(cè)量所需的費(fèi)用。很多對(duì)氣密性有要求的產(chǎn)品，不能夠采用氣泡法進(jìn)行測(cè)量，因此迫切需要一種更好的方法來代替它，而利用氣體的性質(zhì)來檢測(cè)氣密性的方法，就是現(xiàn)在常用的干式檢漏法

4、舊J。由于泄漏造成被測(cè)件內(nèi)氣體質(zhì)量減少，這樣必然引起被測(cè)件內(nèi)氣體的一些參數(shù)發(fā)生變化，可以對(duì)這些參數(shù)進(jìn)行定性和定量的分析，從而判斷出泄漏量。其中，最為常用的兩種方法就是直接壓力法和差壓法。它們都是以壓縮空氣來代替真實(shí)介質(zhì)，并對(duì)被測(cè)工件充氣加壓或抽真空(介質(zhì)為空氣)，然后對(duì)其壓力或差壓(與比較容器之間)進(jìn)行取樣分析，從而判斷工件是否泄漏，這種方法清潔、無污染，而且簡單易行，給實(shí)際生產(chǎn)及生活帶來了極大的方便，得到了一定的收稿日期：2008一l

5、O一29基金項(xiàng)目：邯鄲市科學(xué)技術(shù)研究與發(fā)展計(jì)劃項(xiàng)目(0821103037)作者簡介：安新(1973一)，女，河北衡水人，講師，(E—mail)aflrlxinl974@y曲oocn。1直接壓力檢測(cè)方法直接壓力法檢測(cè)如圖1所示。壓力傳感囂氣源過濾器減壓悶圖1直接壓力檢測(cè)法原理圖測(cè)量主要分為4個(gè)過程，即充氣過程、平衡過程、測(cè)量過程和放氣過程。當(dāng)測(cè)量開始時(shí)，打開電磁閥l、2對(duì)被測(cè)件進(jìn)行充氣也就是充氣過程；充氣過程以設(shè)定的壓力向被測(cè)工件充氣；充

6、氣階段結(jié)束后，關(guān)閉電磁閥l，進(jìn)人平衡階段。為了在測(cè)量階段獲得可重現(xiàn)的測(cè)量條件，檢測(cè)系統(tǒng)在充氣后必須經(jīng)過一段時(shí)間的穩(wěn)定，以便消除被測(cè)腔內(nèi)氣流紊亂造成的誤差，以及由檢測(cè)氣體所引起的溫度變化(在被測(cè)工件中流通的氣體為壓縮氣體。通過電磁閥時(shí)會(huì)膨脹、冷卻，然后再次被壓縮、升溫。由于溫度的變化，也會(huì)導(dǎo)致壓力的變化)。在平衡階段，電磁閥1關(guān)閉，電磁閥2打開；平衡階段結(jié)束時(shí)，檢測(cè)系統(tǒng)內(nèi)的壓力被保存，作為壓力的參考值。系統(tǒng)進(jìn)入測(cè)量階段，如果有氣體從被測(cè)工

7、件中泄漏出去，必將引起壓力下降。在測(cè)量階段，系統(tǒng)通過一段時(shí)間的壓力下降就可以判斷工件的泄漏程度，這個(gè)過程可以以數(shù)字的形式顯示出來。當(dāng)測(cè)量階段結(jié)束后將被測(cè)件內(nèi)的氣體放掉，這個(gè)階段稱為放氣階段。當(dāng)放氣階段結(jié)束后，就完成了一個(gè)檢測(cè)過程。101萬方數(shù)據(jù)2009年3月農(nóng)機(jī)化研究第3期圖3主程序的流程圖5討論目前氣密性檢測(cè)，技術(shù)上還存在著許多問題，仍需要不斷發(fā)展和完善。從檢測(cè)性質(zhì)的本身看，發(fā)展方向主要在于如何縮短測(cè)量時(shí)間，提高測(cè)量精度，降低產(chǎn)品價(jià)格

8、，再就是如何確定泄漏的位置。目前，還沒有一種好的方法來確定泄漏的位置，一些廠家用特殊氣體來檢測(cè)泄漏位置，但是特殊氣體泄漏會(huì)造成環(huán)境污染舊“J。這種采用特殊氣體進(jìn)行泄漏檢測(cè)的方法雖然有較高的可靠性，但是需要采用價(jià)格昂貴的檢測(cè)儀器。氣壓法檢測(cè)由于采用空氣作為檢測(cè)介質(zhì)，因此不會(huì)產(chǎn)生污染，而且檢測(cè)方便、不需要特殊儀器。考慮提高測(cè)量精度的時(shí)候，主要分析如何克服外界環(huán)境的干擾(主要是溫度)，如何使被測(cè)件內(nèi)部的氣流快速趨于穩(wěn)定。從控制方法上來看，控制

9、手段越來越多，如單片機(jī)控制、PLC控制、計(jì)算機(jī)控制等，測(cè)漏儀的操作界面也越來越人性化，而且操作越來越方便。參考文獻(xiàn)：[1]韓秀杰，郭維強(qiáng)，胡軍一種容器氣密性檢測(cè)裝置的設(shè)計(jì)[J]液壓與氣動(dòng)，2004(12)：46—47[2]關(guān)偉駭，宋寶玉，曲建俊泄漏檢測(cè)方法及試漏機(jī)設(shè)計(jì)中的幾個(gè)問題[J]機(jī)械工程師，2003(3)：29—31[3]路康，同艷梅，楊存祥基于dsPIC單片機(jī)的氣密性檢測(cè)儀[J]微計(jì)算機(jī)信息，2007，12(2)：126—127

10、[4]龍飛，邢武，盛曾慰氣密性檢測(cè)方法分析[J]液壓氣動(dòng)與密封。2000(5)：21—23DesignofAir—tightPropertyDetectorofCH4StorageBasedonCygnaiMCUAnXin，LiuZenghuan，WenLu(SchoolofInformationandElectricEngineering，HebeiUniversityofEngineering，Handan056038，China)

11、Abstract：AnAir—tigItpropertydetectorofCH4storagebasedonthetechniqueofdryleakagedetecting(airpressuredecay)andC805lF021MCUisdesignedinthispaperHishaccurateA／Disappliedtodetectpressureandtemperaturesignal，LCDisusedtodispla

12、ythepressuredata，thecommunicationinterfaceisalsoprovidedtostoreandanalyzedataconvenientlyThedisadvantageoftraditionalleakagedetectingmethodisconqueredandthedetectingautomationisreal—izedKeywords：CH4；airtightness；MCU；dryl