基于單片機的液位檢測

電子機電論文編號:JD499 附開題報告,論文字數:18545,頁數:55 

  1 引言 4
1.1 課題的研究目的和意義 4
1.1.1　我國油罐自動測量技術的現狀 4
1.1.2　幾種典型的油罐自動測量技術綜合比較分析 5
1.1.3　發展趨勢 6
1.2課題研究內容及所做工作 6
2 電橋測量電路各部分原理及設計 8
2.1 傳感器簡介 8
2.2 電阻應變式壓力傳感器 10
2.2.1 電阻應變片 11
2.2.2 電阻應變式壓力傳感器的結構 12
2.3 電橋測量電路的設計 13
3 測量放大電路的設計 18
3.1 測量放大電路簡介 18
3.2 測量放大電路的設計 19
4 濾波電路的原理及設計 22
4.1 濾波電路的原理 22
4.2 濾波器的主要特性指標 25
5.3 二階濾波器 26
4.4 濾波電路的設計 27
5 數據采集與存儲系統設計 28
5.1 89C51簡介 28
5.1.1 89C51的特點 29
5.1.2 管腳描述 29
5.1.3 特殊功能寄存器 34
5.1.4 FLASH EPROM 存儲器 35
5..1.4.1 概述 35
5..1.4.2 特性 35
5.1.5 振蕩器特性 35
5.1.6 復位 36
5.1.7 低功耗模式 36
5.1.8  89C51中斷控制寄存器 37
5.2 數模轉換部分設計 41
5.2.1　 LM331的引腳及外部特性 41
5.2.4 采集流程說明 42
6 顯示電路設計 42
6.1LED顯示器 43
6.2 BCD 七段譯碼器7447 44
7 軟件結構設計 47
7.1 數據處理程序的設計 47
8結論 50
參考文獻 51
致謝 52
附錄 53
A 整個系統電路圖 53
B系統程序 54

摘要
原油儲罐是油田存貯油品的重要設備，儲罐液位是原油集輸工藝的重要參數之一，精確測量液位是貯運系統信息管理的重要依據。但測量現場環境惡劣，易燃易爆，監測難度大。因此，實現油罐液位的高精度自動化計量具有十分重要的意義。本文針對特殊工況下的測量要求，提出一種以壓力傳感器油罐液位測量系統的設計方案�；�于靜壓法測量液位的原理，從根本上解決了防燃防爆問題，使測量系統具有本質安全性。采用壓力的敏感元件。采用高性能微控制器AT89C51，通過軟硬件設計有效地實現了各路信號的識別、脈寬測量、比值處理和液位、溫度的計算及顯示、報警等功能。結果表明，本系統具有測量精度高、穩定性好、抗強電磁干擾等優點。
關鍵詞油罐液位;壓力測量;

選題背景及研究意義
油罐液位的測量主要是針對過程控制和生產過程中的各種參數進行測量,以用來滿足石油生產及貿易過程中的需求。液態介質的計量、核算,對于油庫的業務管理和交接工作有重要影響,如何更好地認識油罐自動測量技術的可行性,是我國石油行業必須認識的一個重要課題。我國從20世紀60年代就開始了油罐自動測量技術的研究開發,起步較晚,而且受客觀因素的制約,主要研究生產方向僅是單一功能的液位控制裝置,如稱重式油罐計量儀、油料灌裝控制
儀。后來由于計算機技術、電子技術在實際問題中的大量應用,我國也開始著手建立基于網絡和機電一體化的油料液位控制系統,但推廣應用前景并不廣,而且測量精度不太高、相互通信能力較差。此外,國內的消費觀念不成熟,總是想使用最新式的儀表,而又往往不了解儀表的真正性能、適不適合使用、配件是否好買、維修時間能否保證等,此外儀表的代理商為了追求銷售額,夸大儀表實際的使用范圍、功能、精度,這些代理商給人們的感覺往往就是買他的儀表,什么罐都可以安裝、精度絕對能達到1 mm、質量方面不用擔心(進口的)。這種現象嚴重制約了油品計量,影響了油品儲運過程中過程參數的自動檢測和作業流程的計算機控制與管理,形成了油庫自動化管理操作的一大“瓶頸”。如何更好地實現油品收發作業自動化、檢測計量自動化,形成一個能實現實時的數據信息的網絡共享與發布,應是我國石油行業必須面對的一個重要課題。
目前,我國的油品計量一般采用兩種方式:體積計量和質量計量,但無論采用何種計量方式,其測量數據的可靠性和準確性,對油品庫存管理和貿易交接都有極大影響。而我國最原始也最為廣泛應用的測量方法為人工檢尺的方法,雖然這種方法已被廣泛應用,但其實際應用效率低下,需花費大量的人力、時間來從事繁瑣的事務性工作,作業過程安全性差,效率低,而且計量數據的及時性、可靠性、準確性不高,難以實現液位的實時在線測量。美國石油協會儲罐計量分會在1987年對30家用戶、20個液位儀表生產廠家所作的調查表明,國外的自動檢測技術,已覆蓋到立式錐頂罐、浮頂罐、密封球形罐和臥式罐等多種類型的油罐,而且產品性能和種類不斷齊全[5]。隨著石油工業的不斷發展,計算機技術、微電子技術等的成熟應用,自動測量技術已逐漸滲透和成功應用于油罐測量領域,為提高油罐測量的自動化水平走出了重要一步,但也要看到我國油罐測量的自動化技術在軟硬件的配套靈活性、產品設計計算的規范性和通用性、儀器儀表的可靠性上,與國外的液位測量技術有一定的差距。