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压缩天然气加气机检测装置系统设计与试验研究

来源:论文学术网
时间:2024-08-19 08:09:01
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压缩天然气加气机检测装置系统设计与试验研究【摘要】:当前我国尚未建立高压气体流量计量的国家标准,原有的CNG加气机标准装置已经不能满足CNG加气机检定校准的需求。通过研究分析当前市

【摘要】:当前我国尚未建立高压气体流量计量的国家标准,原有的CNG加气机标准装置已经不能满足CNG加气机检定校准的需求。通过研究分析当前市场上CNG加气机的计量性能,研制完成两套检测CNG加气机的标准装置,一套质量法CNG加气机标准装置,一套标准表CNG加气机标准装置,通过试验验证了两套标准装置的计量性能,同时对两套装置进行了量值传递与溯源的工作,分析并给出了两套标准装置的不确定度。本文具体完成以下几方面的工作: 1.通过分析当前主要CNG加气机的计量性能及相应的标准,比较各种气体流量标准装置的工作原理及特性,选择适合检测CNG加气机的两套标准装置,并提出了两套标准装置的系统设计指标。 2.根据标准表法CNG加气机标准装置的设计指标,选用高准确度的质量流量计,通过两台标准表并联的方式,解决了检定校准大流量加气机时,流量范围达不到要求的问题;装置电控部分核心芯片选用ARM Cortex-M3内核的STM32F107VC微处理器,并基于此处理器,设计完成一套嵌入式检测软件。 3.根据质量法CNG加气机标准装置的设计指标,选择两种量程的高精度工业电子天平作为标准器,设计了一套质量法CNG加气机检测软件,提高了CNG加气机的检定效率。 4.对两套标准装置进行了试验分析,以标准砝码为标准对质量法标准装置计量性能进行了验证分析,以研制成功的质量法CNG加气机标准装置为标准器对标准表法CNG加气机标准装置进行了试验分析;在检测介质分别为压缩空气和压缩天然气情况下,对标准表法CNG加气机标准装置的试验结果进行比对,验证了用压缩空气代替压缩天然气作为检测介质的可行性。 【关键词】:CNG加气机 标准表法 质量法 量值溯源
【学位授予单位】:中国计量学院
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2013
【分类号】:TP274
【目录】:
  • 致谢6-7
  • 摘要7-8
  • Abstract8-13
  • 图清单13-15
  • 表清单15-16
  • 1 绪论16-24
  • 1.1 压缩天然气汽车发展现状16-18
  • 1.2 压缩天然气加气机发展现状18-19
  • 1.2.1 压缩天然气加气站与压缩天然气加气机18-19
  • 1.2.2 压缩天然气加气机的主要性能指标19
  • 1.3 压缩天然气加气机计量技术现状19-21
  • 1.3.1 量值传递与量值溯源19-20
  • 1.3.2 压缩天然气加气机检定校准中存在的问题20-21
  • 1.4 论文研究的目的和意义21-22
  • 1.5 论文的主要研究内容及组织结构22-23
  • 1.5.1 论文研究内容22
  • 1.5.2 论文组织结构22-23
  • 1.6 本章小结23-24
  • 2 压缩天然气加气机检定校准技术24-36
  • 2.1 流量的定义及其表示24
  • 2.2 压缩天然气加气机的组成及工作原理24-28
  • 2.2.1 压缩天然气加气机的计量性能要求25
  • 2.2.2 科氏力质量流量计工作原理25-27
  • 2.2.3 科氏质量流量计的分类27
  • 2.2.4 科氏质量流量计的特点27-28
  • 2.4 常见气体流量标准装置28-35
  • 2.4.1 pVTt 法气体流量标准装置28-29
  • 2.4.2 钟罩式气体流量标准装置29-31
  • 2.4.3 皂膜式气体流量标准装置31-33
  • 2.4.4 标准表法气体流量标准装置33-34
  • 2.4.5 质量时间法气体流量标准装置34-35
  • 2.5 压缩天然气加气机标准装置的选择35
  • 2.6 本章小结35-36
  • 3 标准表法压缩天然气加气机检测装置设计36-50
  • 3.1 检测装置计量校准原理36-37
  • 3.2 标准表法流量标准装置的特点37-38
  • 3.3 检测装置硬件设计38-47
  • 3.3.1 标准器的选型38-39
  • 3.3.2 ARM Cortex-M3 微控制器39-41
  • 3.3.3 质量流量计信号采集41-44
  • 3.3.4 压力传感器信号采集44-46
  • 3.3.5 液晶显示模块46-47
  • 3.4 检测装置软件设计47-49
  • 3.4.1 软件各个功能模块47-48
  • 3.4.2 系统主程序48-49
  • 3.5 本章小结49-50
  • 4 质量法压缩天然气加气机检测装置设计50-60
  • 4.1 质量法压缩天然气加气机检测装置的工作原理及组成50-51
  • 4.2 标准器的选择51-52
  • 4.3 压缩空气的制备52
  • 4.4 用质量法压缩天然气标准装置进行检定的过程52-54
  • 4.5 系统程序设计54-59
  • 4.5.1 质量流量计信号采集程序55-59
  • 4.6 本章小结59-60
  • 5 压缩天气加气机检测装置试验研究及系统不确定度分析60-73
  • 5.1 判定计量器具合格或不合格的判据60
  • 5.2 标准不确定度分量的评定60-61
  • 5.2.1 标准不确定度分量的 A 类评定方法60
  • 5.2.2 标准不确定度分量的 B 类评定方法60-61
  • 5.3 质量法压缩天然气加气机检测装置试验研究及不确定度分析61-64
  • 5.3.1 质量法压缩天然气加气机检测装置试验研究61-62
  • 5.3.2 质量法压缩天然气加气机检测装置不确定度分析62-64
  • 5.4 标准表法压缩天然气加气机检测装置性能试验研究与不确定度分析64-72
  • 5.4.1 标准表法压缩天然气加气机检测装置标准表的校准65-66
  • 5.4.2 试验过程66
  • 5.4.3 标准表法压缩天然气加气机检测装置性能试验研究66-70
  • 5.4.4 标准表法压缩天然气加气机检测装置的不确定度分析70-72
  • 5.5 本章小结72-73
  • 6 结论与展望73-75
  • 6.1 全文总结73
  • 6.2 论文的创新点73-74
  • 6.3 工作展望74-75
  • 参考文献75-78
  • 附录 A 标准表法压缩天然气加气机检测装置外观图78-79
  • 附录 B 标准表法压缩天然气加气机检测装置内部结构图79-80
  • 附录 C 标准表法压缩天然气加气机检测装置控制电路图80-81
  • 作者简介81


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