1. 研究目的与意义
对于流量与流速的检测并且加以控制是现在工业以及农业领域中的一个重要的技术环节。
尤其是在控制用水方面也是一项极为重要的技术应用,目前我国水资源匮乏,节约用水迫在眉睫,使用该项技术可以很好的计量并控制用水量,并且利用4G无线传输数据可以进行实时的观测。
本系统以AT89S52单片机为核心,利用涡轮测试流量的原理,通过硬件电路和软件编程实现对液体流速和流量的检测。
2. 课题关键问题和重难点
本系统的关键问题在于利用涡轮增压传感器将转速数据给到单片机,由单片机计算得到相应流速及流量数据,并通过4G模块将信息传送给云端服务器。
主要解决系统的总体设计,包括硬件电路设计和软件流程设计,一个产品的具体设计是复杂与艰巨的,设计的好坏直接影响到工业生产的效率和安全。
难点之一是要先学习熟悉涡轮增压传感器的工作原理,明确该系统测试流量的基本原理,从而确定本系统的具体实现方案。
3. 国内外研究现状(文献综述)
1、国内外研究趋势及现状在科技飞速发展的当今社会,流量测量广泛应用于工业、农业以及日常生活,为了满足不同种类的流体特性与不同流动状态下的流量计问题,近30年来,国内外先后研制出并投入使用的流量计分别有查分流量计、容积式流量计、涡轮式流量计、电磁流量计、超声波流量计等几十种新型流量计[6]。
据不完全统计,目前国外投入使用的流量计有100多种,国内定型投产的也有近20种。
我国近代流量测量技术发展较晚,早起所需的流量仪表均从国外进口。
4. 研究方案
1、本系统一共分为五个模块,分别为涡轮流量传感器电路、蜂鸣器报警电路、LCD160显示电路、电源电路、无线数据传输电路、按键电路。
下图为硬件的设计框图:图一 硬件设计框图要对流量及流速进行检测,首先主要由涡轮流量传感器采集流量信息,在本设计中应用的是霍尔传感器,当液体流过管道的时候,有与流量、流速和流体密度乘积成比例的力作用在传感器内部的叶片上,使得涡轮旋转,此时叶片就会周期性切割电磁铁产生的磁力线,从而改变线圈的磁通量。
根据电磁感应原理,线圈内感应出的电势信号的频率与被测流体的流量成正比,将涡轮传感器获取的频率流量信号通过简单的滤波和整形电路后提供给单片机,经过处理便可以得到相应的流量以及流速数据。
5. 工作计划
第1周:了解毕业设计任务,收集资料,弄清涡轮测试流量的工作原理,系统设计思想、设计方法。
第2周:学习单片机的应用。
在此基础上写出毕业设计的开题报告,提出设计方案,并完成相关英文资料的翻译。
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