基于嵌入式ARM处理器的电阻率测量系统设计(2)

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4.6 A/D 转换模块软件设计 27

结论 29

致谢 30

参考文献 .. 31

附录 33
1 1 1 1 绪论绪论绪论绪论1.1 1.1 1.1 1.1 课题研究的背景及意义课题研究的背景及意义课题研究的背景及意义课题研究的背景及意义随着科学技术的迅速发展，两相 / 多相流流体广泛存在于工业生产中，尤其是在石油、环保、冶金、电力、化工和畜牧业等重要经济行业。为了监控生产运行情况，需要通过对多相流流体分布情况进行实时在线测量，以监控和优化生产过程。两相流参数测量两相流参数检测技术在科学研究和工业生产中发挥越来越重要的作用，需求也越来越多，过程层析成像过程成像（ PT ）适应这一发展趋势应运而生。两相流参数的检测方法，从传统的单点测量发展为二维 / 三维分布的在线、实时测量，大大提高了生产过程中信息的采集和分析能力，为在线测试和优化的工艺设备设计提供了新的手段。
1.1.1 多相流的定义及传统测量方法在当今实际的工业生产中往往存在着混合流，即多相流。何为相？所谓的相是指在体系内部拥有相同成份并且化学属性和物理特性完全均匀的部分，并与其他部分通过界面分开。在管道或设备中仅有一种液相或气相形成的流体叫做单相流 [ 1 ]。系统由多种不同的相物质组成的流型为多相流。多相流跟单相流相比，有着更加广泛的实用性与普遍性，但是多相流内部的不同相组分流动速度有差异，再加上界面效应的影响，源]自{751^*论\文}网·www.751com.cn/导致其流动特性变得复杂。传统对多相流的测流量方法按原理分可以速度法，质量流量法，容积法，节流法。其中，速度法是基于测量多相流流速来得到多相流量的方法；质量流量法可分为直接法和间接法。直接式质量流量计是直接检测与质量流量成比例的量，如科里奥利流量计；间接法测量系统由浓度计，体积流量计和微机积算仪组成；容积法是利用静态资料计算各相占空隙容积为基础的计量方法；而节流法则是利用压力降大小可以计算出各相流量多少。而这些传统检测方法，无法对流体截面分布情况进行测量，更无法清晰的描述两相流流型，根本无法完成现代工业迫切期望监控生产运行情况，对多相流流体分布情况进行实时在线测量，以监控和优化生产过程的需求。过程层析成像技本科毕业设计说明书（论文）术（ PT) 是针对多相流检测的一种新兴技术，该成像技术以非接触、非侵入方式对多相流的二维或三维分布状况进行在线测量，测量结果经进一步处理可提取若干有关被测流的特征参数，因此采用过程层析成像技术进行多相流实时检测是目前多相流检测的主要研究方向和研究热点 [ 2 ]。电阻层析成像（ ERT ）技术是 PT 技术的一个分支，可对连续相为导电介质的多相流流体分布进行在线测量。
1.1. 2 电阻层析成像及电阻率测量技术的原理及优点ERT 技术关键技术核心是对电阻率的测量。 ERT 技术依据不同的媒质 ( 相 ) 对应的电阻率是不一样的，通过计算电阻率分布情况就可以得出实际的媒质分布图像。技术研究人员大都使用的测量方法是电流激励、电压测量。当场域内部横截面上的相组成改变时，电流场的分布情况就会发生相应改变，进而导致敏感场内电势发生变化，电极上的测量电压值也要发生相应变化。对各组测量电压进行采集，运用成像算法重建出场内的电导率分布情况，进而绘制出其灰度图像，达到可视化测量的目的。因此，电阻率测量的研究对 ERT 技术以及多相流检测技术的发展起着至关重要的作用。据相关学者研究得出， ERT 技术与传统的过程参数检测方法相比具有如下突出优点 [ 3 ]:(1) 能提供在线连续的二维 / 三维可视化信息 ;(2) 可提取大量被测对象的特征参数 ;(3) 多点、界面分布式、非侵入、无放射性测量 , 不破坏、干扰物场 ;(4) 结构简单 , 成本低