基于微波雙腔的汽輪機(jī)蒸汽測濕系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn).pdf

1、濕蒸汽的存在嚴(yán)重影響了汽輪機(jī)的安全運(yùn)行和使用壽命，精確測量蒸汽的濕度，有助于為汽輪機(jī)的運(yùn)行和改進(jìn)提供參考依據(jù)。
　　 論文中，首先分析了諧振腔作為濕度傳感器的工作機(jī)理，從理論上確立了蒸汽濕度Y與諧振腔諧振頻率偏移△f之間的數(shù)學(xué)關(guān)系;同時(shí)分析了溫度T對諧振腔諧振頻率偏移△f的影響。然后在介紹微擾單腔測濕系統(tǒng)的基礎(chǔ)上，提出了雙腔結(jié)構(gòu)測濕系統(tǒng)，闡述了雙腔系統(tǒng)的工作原理和流程，并分析了雙諧振腔結(jié)構(gòu)的優(yōu)點(diǎn)。
　　 以微波諧振腔為核

2、心搭建了微波系統(tǒng)電路。完成了以MSP430F157為控制核心的功能模塊電路設(shè)計(jì)，包括串口通信模塊、諧振跟蹤模塊，數(shù)據(jù)采集處理模塊等。諧振狀態(tài)跟蹤模塊的設(shè)計(jì)基于電壓跟蹤方法，通過對檢波器輸出采樣判斷，單片機(jī)自動(dòng)調(diào)整DA輸出，控制VCO實(shí)時(shí)跟蹤諧振腔的諧振狀態(tài)，完成對系統(tǒng)的實(shí)時(shí)監(jiān)測。數(shù)據(jù)處理中，采用冒泡法取代簡單的均值法，有效的剔除了干擾數(shù)據(jù)，提高了數(shù)據(jù)的有效性和測量準(zhǔn)確度。
　　 完成了以EPM3256芯片為核心的CPLD頻率測量

3、模塊設(shè)計(jì)，選取高精度恒誤差測頻法進(jìn)行設(shè)計(jì)，利用QuartusⅡ進(jìn)行了軟件設(shè)計(jì)和仿真，并完成了模塊測試，頻率測量精度可達(dá)到了0.01％，滿足濕度測量系統(tǒng)的要求。繪制了系統(tǒng)原理圖和PCB板，并對設(shè)計(jì)進(jìn)行了軟硬件聯(lián)調(diào)測試。
　　 在實(shí)驗(yàn)室環(huán)境下，利用雙腔測濕系統(tǒng)對實(shí)驗(yàn)室下空氣濕度引起的頻偏進(jìn)行測量。分析測量數(shù)據(jù)知，溫度變化1℃引起頻偏170kHz，驗(yàn)證了溫度對諧振頻偏的影響;利用雙腔測濕系統(tǒng)測出20.12℃時(shí)，實(shí)驗(yàn)室空氣濕度引起的頻偏