熱式氣體質量流量計的研制.pdf

1、熱式氣體質量流量計（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。隨著微電子技術的發(fā)展，測量手段和補償方法得到了很大的提高。熱式氣體質量流量計具有可測微小流量、穩(wěn)定性和可靠性高、壓力損失極小、量程比高、安裝方便、重復性好、造價合理等特點，廣泛應用于半導體工業(yè)領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、采暖通風的測量，以及混合氣體的測量。
　　

2、 本文設計了一種具有自動溫度補償能力的熱式氣體質量流量計。在確定設計方案之前對國內外的學術文獻和研究成果進行了大量的調研和分析，力求在結構簡單、成本合理的基礎下，盡量提高流量計的精確度和可靠性。設計初期對熱式質量流量計的測量原理進行了詳細的介紹和分類，在此基礎上按照采樣電路將設計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、對比仿真數據和曲線姿態(tài)，確立了本課題的設計方案，并在此基礎上提出了新型的溫度補償電路。為提高測量的可靠

3、性，本課題采用了多點式分布的測量方法。硬件設計方面以TI公司的MSP430單片機為核心，采用模塊化設計的思想，將設計方案分為采樣模塊、運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換為電壓信號，并通過信號調整和高精度的采樣得到輸入信號；運算模塊通過對輸入信號的分析和運算得到瞬時流速和累計流量，并通過帶有鍵盤和LCD的人機對話界面進行在線顯示；通信模塊主要負責將所測流量轉換為模擬量和上位機通信。軟件設計包括AD轉換、流