台科大自控所&镒田科技-风速计自动品管检测系统之研制-2015

风速计自动品管检测系统之研制


关玉苹 1、蔡明忠 1、朱仁诚 2、朱信烨 2
1 国立台湾科技大学 自动化及控制研究所
2 鎰镒田科技股份有限公司

摘要
本研究目的在建构一套风速计自动品管检测系统。系统包含 PC 端的人机检测介面、实验腔体(风洞)、风速感测器及资料撷取模组等。风洞乃以流体力学为基础,制造均速稳定的流体。系统透过资料撷取卡控制马达转速,改变风速。并撷取待测风速计与参考风速计的风速讯号,计算风速计品质特性、并产出风速计品管检验报表。本系统特性包括(1)可控制风速之检测腔体(风洞)建构;(2)PC - based 自动化风速控制与品管检测人机介面;(3)风速自动品管检验报表输出。经实验结果显示,本系统可有效的自动进行风速计之品质检测、节省时间,控制其品质与稳定度。


关键字:风洞、风速计、品管检测、自动化、资料撷取。

一、前言
在农、工业生产和科学研究试验中,流量都是一个很重要的参数。例如,在石油化工生产过程自动检测和控制中,为了有效地操作控制和监测,需要检测各种流体的流量。此外,对物料总量的计量还是能源管理和经济核算的重要依据。所谓流量,是指单位时间内流体(气体,液体,粉末或固体颗粒等)流经管道或设备某处横截面的数量,又称瞬时流量。当流体以体积表示时称为体积流量,以质量表示时称为质量流量。用于测量流量的计量器具称为流量计,通常由一次装置和二次仪表组成。一次装置安装于流体导管内部或外部,根据流体与一次装置相互作用的物理定律,产生一个与流量有确定关系的信号。一次装置又称流量的传感器,二次仪表接受一次装置的信号,并转换成流量显示信号或输出信号。 [1]现代工业中,流量测量应用的领域广泛,由于各种流体性质不同,测量时随其状态(压力,温度)差异也不尽相同,因此采用了各种方法和流量仪表进行流量的测量,测量方法大致可以归纳为以下几类[2]:


(1)利用伯努利方程原理,通过测量流体差压信号来反映流量的差压式流量量测量法。
(2)透过直接测量流体流速来得出流量的速度式流量测量法。
(3)利用标准小容积来连续测量流量的容积式测量法。
(4)以测量流体质量流量为的目的的质量流量测量法。


常用的流量计分为(1)体积流量计与(2)质量流量计。其中质量流量计又可分为(1)直接式与(2)间接式。直接式质量流量计的输出信号直接反映质量流量,其测量较不受流体的温度、压力、密度变化的影响。直接式质量流量计有如下形式:(1)热线式质量流量计(2)差压式质量流量计(3)科里奥利质量流量计。
其中热线式质量流量计的基本原理是利用外部热源对管道内的热电偶加热,热能被流体带走,透过测量因流体流动而造成的热量(温度)变化来反映出流量体的质量流量。热线式流量计亦可用于量测气体流速,又称风速计。


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