基于熱式流量計(jì)的氣體檢測(cè)儀的設(shè)計(jì)

1、    基于熱式流量計(jì)的氣體檢測(cè)儀的設(shè)計(jì)    黃?！菊?#160; 要】以汽車尾氣的排放量為研究對(duì)象，設(shè)計(jì)并制作出基于熱式氣體流量計(jì)的汽車尾氣檢測(cè)器?？刹捎闷囂峁┑男铍姵毓╇?，可安裝于汽車尾氣排氣管內(nèi)。系統(tǒng)擬采用pt20和pt200鉑電阻一體式傳感器作為檢測(cè)器件，采用stc89c51單片機(jī)片機(jī)作為主控芯片?！娟P(guān)鍵詞】熱式流量計(jì);測(cè)溫電阻;橋式電路引言儀器系統(tǒng)選用熱式氣體流量計(jì)作為尾氣排放量監(jiān)測(cè)探頭。檢測(cè)探頭采用pt10和pt200鉑電阻一體式傳感器，兩個(gè)鉑電阻分別用于檢測(cè)氣體流速和氣體溫度，稱為測(cè)速和測(cè)溫電阻。當(dāng)氣體流動(dòng)時(shí)，會(huì)帶走測(cè)速電阻上的熱量。根

2、據(jù)電阻熱量公式，通過檢測(cè)采樣電阻上電流的變化就可以計(jì)算出汽車尾氣的速度，即尾氣排放量。將采集得到的信號(hào)經(jīng)過放大傳送至到單片機(jī)計(jì)算處理，最后將得到的氣體流量速度顯示并保存。1.系統(tǒng)結(jié)構(gòu)熱式氣體質(zhì)量流量?jī)x是利用熱傳導(dǎo)原理來測(cè)量流體流量。設(shè)計(jì)中將傳感探頭直接插入氣體中，精確測(cè)量氣體的流速。傳感探頭主要有兩個(gè)鉑電阻組成，一個(gè)測(cè)量汽車尾氣的溫度，稱為測(cè)溫電阻。另一個(gè)加熱電阻，用于保持高于汽車尾氣的恒溫度，稱為測(cè)速電阻。當(dāng)氣體流動(dòng)時(shí)，會(huì)帶走測(cè)速電阻上的熱量，通過檢測(cè)采用電阻的熱損耗，就可以判定汽車尾氣的速度，即排放量。系統(tǒng)檢測(cè)工作時(shí)，首先pt10受熱升溫，pt200用于感應(yīng)被測(cè)氣體溫度，當(dāng)氣流通過流量傳感

3、器時(shí)，pt10被冷卻，溫度下降，其電阻值隨之減小，電流增大，并且氣體流速越快，電流越大。再通過取樣電阻采集，將采樣的數(shù)據(jù)經(jīng)過放大和模數(shù)轉(zhuǎn)換，傳送至到單片機(jī)，再經(jīng)單片機(jī)處理，從而得到氣體流量速度，并通過顯示部分顯示出來。2.全電路分析tle4275-q1輸出一個(gè)穩(wěn)定的5v電源，提供給后續(xù)電路供電。在電路開啟時(shí)，pt10被加熱到高于pt20015度，此時(shí)電橋處于平衡狀態(tài)。當(dāng)有汽車尾氣流過時(shí)，尾氣會(huì)帶走pt10的溫度，從而溫度被改變，電阻值隨之改變，因而導(dǎo)致測(cè)速端電壓改變，從而電橋平衡被破壞，運(yùn)放op117輸出端電壓上升，從而lm317的adj的電壓上升，而adj電壓上升后使輸出端vo電壓上升，經(jīng)過

4、反饋電路使流過的測(cè)速端電阻的電流急劇增加，從而造成其溫度升高，電阻變小，測(cè)溫端的電壓隨之改變，電橋重新回歸平衡。當(dāng)溫度升高到運(yùn)放的同相端和反相端的電壓相同時(shí)，電流穩(wěn)定，電橋平衡，就停止加熱。通過測(cè)量pt200電流的變化，根據(jù)熱交換平衡原理就可以得出氣體的流速。將檢測(cè)的pt200電流數(shù)據(jù)經(jīng)過通過放大器lmv822m將信號(hào)放大，經(jīng)a/d轉(zhuǎn)換電路轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)送入單片機(jī)，經(jīng)單片機(jī)內(nèi)部計(jì)算和處理后，最后送入存儲(chǔ)芯片mb84rc64保存和顯示界面顯示。3.結(jié)語通過實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證，檢測(cè)的數(shù)據(jù)非常精確。通過組態(tài)模式控制修正，借助相關(guān)設(shè)備，還可以可修正有害物排放系數(shù)、排氣管內(nèi)徑。該儀器可用于汽車檢測(cè)中心對(duì)汽車尾氣排

5、放量的檢測(cè)和監(jiān)控。整個(gè)測(cè)量系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，無可動(dòng)部件，抗震性能好，采用直插式檢測(cè)法，檢測(cè)數(shù)據(jù)精確，汽車的震動(dòng)和高溫壓對(duì)測(cè)量不影響。檢測(cè)儀還可以將檢測(cè)的數(shù)據(jù)可動(dòng)態(tài)保存，歷史數(shù)據(jù)可查，可隨時(shí)檢測(cè)汽車尾氣排放量的歷史數(shù)據(jù)。參考文獻(xiàn)1羅晶，陳平;熱式質(zhì)量流量計(jì)測(cè)量電路設(shè)計(jì).儀表技術(shù)與傳感器j.200710，128-130.2唐明，趙志龍;熱式氣體流量計(jì)信號(hào)采集電路的設(shè)計(jì)與研究.測(cè)試技術(shù)學(xué)報(bào)j.20142，154-155.3何凡帆;熱式質(zhì)量流量計(jì)在ap1000中應(yīng)用.中國高新技術(shù)企業(yè)j.201415，35-37.4莫 如健.恒功率與恒溫差熱式氣體質(zhì)量計(jì)比較.自動(dòng)化博覽j.2010 11，58-60.基金項(xiàng)目：2021年杭州職業(yè)技術(shù)學(xué)院校級(jí)科研項(xiàng)目汽車尾氣排放流量檢測(cè)儀的設(shè)計(jì)與開發(fā) ky202132理論與創(chuàng)新2021年6期理論與創(chuàng)新的其它文章關(guān)于737ng飛機(jī)起動(dòng)機(jī)故障導(dǎo)致發(fā)動(dòng)機(jī)起動(dòng)不成功的探討董事責(zé)任保險(xiǎn)與企業(yè)過度負(fù)債