作品名稱:基于溫度補償算法的熱式氣體流量監測系統
學校名稱:哈爾濱石油學院
參賽隊伍:好運來
參賽學生:劉俊邑 王竹君 趙語嫣
指導老師:賈鴻莉 文強
本設計以研究遼河油田火燒井空氣(助燃劑)的注入狀況、監測微小氣體流量為目的,提出一種具有自動溫度補償和混合氣體組分補償功能的小流量熱式氣體質量流量測量系統。首先建立質量流量測量的數學模型,然后提出了恒溫差測量法和定功率測量法,通過對比分析兩種方法的特點,選擇恒溫差測量法作為本文流量計的測量模式,確定設計方案;最后研究了溫度補償算法和組分補償算法,并根據溫度補償原理提出了改進型溫度補償算法和硬件實現方案。由于氣流流通不均勻,在基準模型基礎上進行了優化,在管道中加入一個環形分布器,對氣流進行整流,使流通更均勻。在此基礎上,對管道的物理模型進行優化,建立優化模型如圖1所示。
本系統測量的特性曲線是由數據擬合而成,存在著相應的誤差。在眾多的擬合方法中,最小二乘法進行曲線擬合具有各數據點的誤差平方和最小的優點,且不要求節點間距是否相等,表達式唯一,適合用在單片機中進行流量計算。由于流量計的特性曲線在不同組分時具有相似性,不同的只是模型的系數,因此,一旦確定了合適的模型,對于同一類型流量計來說都是適用的。