基于MEMS技術的熱式流量檢測方法及其系統(tǒng)研究.pdf

1、本文結合杭州市科技創(chuàng)新項目“基于MEMS技術的嵌入式智能質量流量計”和國家自然科學基金資助項目“基于溫度場模型及特征提取的大型變壓器遠程診斷方法與技術的研究”(編號：50575095)，開展基于MEMS的熱式流量檢測方法和系統(tǒng)的研究工作，建立了熱分布式微流量計在恒功率模式和恒溫模式下的數(shù)學模型，分析了流量計的響應特性、靈敏度和測量誤差，設計了基于虛擬儀器和多．Agent系統(tǒng)技術的流量監(jiān)測系統(tǒng)總體框架，對于研究和開發(fā)頻響快、精度高、量程大

2、的新型熱式流量計以及開展遠程流量監(jiān)測，具有重要的意義和良好的前景。 論文的主要研究內容及章節(jié)安排如下： 第一章闡述了流量檢測及其研究的意義，介紹了流量檢測技術的主要分類方法和發(fā)展趨勢，論述了熱損失式、熱分布式和熱脈沖式等三種熱式流量檢測技術的研究現(xiàn)狀及MEMS技術在熱式流量計中的應用，分析了遠程流量監(jiān)測系統(tǒng)的應用現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢，最后結合課題提出了本論文的研究內容，給出了論文的總體結構。 第二章引入傳熱學基本理論，

3、分析了熱分布式微流量計的熱傳遞規(guī)律，建立了流量計的傳熱微分方程。根據(jù)流量計在恒功率模式和恒溫模式下不同的邊界條件分別對微分方程進行求解，從而得出這兩種模式下的熱分布式微流量計數(shù)學模型。最后利用有限元分析方法對模型進行驗證，分析了模型的誤差來源。 第三章根據(jù)建立的熱分布式微流量計數(shù)學模型，分析了流量計的響應特性和靈敏度，論述了流量計結構尺寸參數(shù)的取值和加工誤差對響應特性和測量誤差的影響，最后對微流量傳感器進行了總體設計。

4、第四章闡述了流量監(jiān)測系統(tǒng)的基本構成；分析了其目前發(fā)展中存在的重要問題；采用GPRS無線通訊技術、虛擬儀器技術和多Agent技術，設計并分析了基于Agent和空間概念的流量監(jiān)測系統(tǒng)總體框架。 第五章針對流量監(jiān)測系統(tǒng)總體框架中軟件空間實現(xiàn)時需要解決的兩個關鍵問題，即通訊系統(tǒng)設計和運行機制實現(xiàn)，分析了LabVIEW開發(fā)平臺和Agent概念的相關特性，并進行了流量監(jiān)測原型系統(tǒng)的設計，最后提出了基于配置表的系統(tǒng)組態(tài)設計方式。 第六