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第 32 卷第 1 期贵州工业大学学报( 自然科学版) Vol. 32 No. 1
2003 年 2 月 JOURNAL OF GU IZHOU UN IV ERSITY OF TECHNOLO GY February. 2003
(Natural Science Edition)
文章编号:1009 0193 (2003) 01 0058 03
MCS- 51 单片机在饱和蒸汽的流量计量补偿中的应用
陈湘萍,文方,胡琴珠
(贵州工业大学电气工程学院,贵州贵阳 550003)
摘要:提出一种采用二次抛物线来拟合温度—密度曲线进行饱和蒸汽的流量补偿的方法,并
且用 MCS - 51 单片机进行数据处理。既克服了传统流体计量补偿不能适应工况大范围变化
或不能满足精度要求的缺陷,同时提高了拟合精度降低了成本。
关键词:流体计量补偿技术;单片机;二次抛物线插值法;饱和蒸汽
中图分类号: TH814. 5 ; TH - 39 文献标识码:A
0 引言
流体流量的检测与控制是各行各业加强能源、物料管理、进行经济分析、结算和决策的重要依据,也是监
控生产过程使其保持优质、安全、提高效率和改善环境的重要手段。尽管目前流量计量计已有几十种之多,
然而对于越来越高的计量精确性而言,往往都要采用补偿措施。如用差压式流量计检测饱和蒸汽的流量,设
计压力为 0. 5 MPa ,当蒸汽压力变化到 1. 0 MPa 时其流量误差达- 26 %左右[1 ] 。工况变化越大,引入的误差
越大。所以,在一些需要精确计量或者工况波动范围大而且波动频繁的场合必须采用补偿措施。
流体计量补偿技术,就是针对不同的流量计,检测不同流体而建立的一种修正方法。随着自动化技术的
进步,计算机及其它智能装置的出现,自动补偿的技术工具已日趋完善,但流体计量补偿的数学模型建立过
程考虑并不十分周全,计量的准确性仍然不高。
本研究即是针对这一情况,采用 MCS - 51 单片机,以锅炉饱和蒸汽流量为对象,进行流量测量的密度
补偿。本研究在传统的流体计量补偿思想的基础上,将温度变化值与密度变化值进行曲线拟合,针对传统流
量计补偿方法采用单一数学模型,从而使得工况大范围变化时,补偿后流量计的精度无法满足要求这一问
题,提出了用分段拟合进行流量补偿的方法。并且将智能仪表的思想引入补偿技术,采用 MCS - 51 单片机
进行数据处理,利用单片机较强的存储能力和快速的运算能力,不仅提高了补偿的精度,并且使补偿装置成
本下降,简单灵活,便于掌握。同时,程序的编制中对拟合曲线的系数以查表的形式进行读取,这样当系数改
变或用于其他类似的补偿应用时,只需改变表中相应的数值而无须对程序进行大的变动,较为灵活并具有一
定的通用性。
1 饱和蒸汽的流量测量及其补偿
差压式流量计是目前计量饱和蒸汽的主要仪表,其刻度方程式如下:
2
M = 0. 03999α0εγRed Δp ·ρs (1)
式中: M ———饱和蒸汽的质量流量,kg/ h ;
α0 ———根据设计条件确定的流量系数;
ε———根据设计条件确定的气体膨胀系数;
γRe ———根据设计条件确定的管内壁粗糙度修正系数;
d ———设计温度下