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页岩气发气量测量装置 系统设计 专 业：机械设计制造及其自动化 学 生：花 俊 指 导 教 师：王 昌 龙 日 期：2015 年5 月28 日 扬州大学机械工程学院 I 中文摘要 内容：全球经济不断增长，能源消耗与需求的矛盾越来越突出，在传统能源存量 日益减少的今天，替代能源已被提上日程，非常规天然气的重要地位得到各国重 视，但其开采的难度以及开采成本很大。因此对非常规天然气地质特性的研究日 益受到重视。随着经济与科技的快速发展，试验技术也应得到提升，传统排水集 气法测定煤制气含气量实验费时费力。本文设计一种高精度自动化含气量测量装 置，以替代传统的排水集气法。 本文所做的工作主要有以下几方面： （1）测量装置的硬件设计，包括机械方面和电气方面的硬件设计。机械方 面的设计包括测试系统架构，其中最重要的是气体压力传感器的选择。气体压力 传感器直接关系到整个实验装置的精度，而且压力传感器为单片机提供信号，关 系到整个装置的工作可靠性。电路方面的设计主要是气体流量的测量及电机驱动 的电路设计，以及单片机数据采集、存储与处理电路设计。 （2）测量装置的软件设计。软件设计包括数据采集及 A/D 转换程序设计， 数据写 EEPROM 程序设计，研究阶段单片机与 PC 机通信程序设计以及液晶显示模 块程序设计等。 （3）PC 机的辅助处理程序设计。由于本装置的设计需要以大量的实验为基 础，所以为了方便实验，节约实验时间，在研究阶段本课题借助 PC 机的强大功 能。PC 机的数据分析软件使用的是 NI 公司的 LabVIEW。本课题需要在PC 机上实 现与下位机进行数据传输，以及对所采集信号的数字处理，提取信号的特征值。 本文设计了一种高精度含气量自动测量装置，通过气体压力传感器产生与气 体流量成正比得模拟信号，再经过高速串行A/D 转换芯片MCP3202 进行A/D 转换， 单片机对单次放气过程中的信号进行积分，转换后的数据由单片机送入 EEPROM 存储器。 关键词：单片机，含气量，高精度，软件 II Abstract Content:The global economy is growing, energy consumption and demand contradiction increasingly apparent in the dwindling traditional energy stocks today, alternative energy has also been put on the agenda , it is important to get the status of unconventional gas national attention , but its exploitation the difficulty and cost of mining large. So the geological characteristics of unconventional gas research and more attention. With the rapid development of economy and technology, test techniques should also be improved, the traditional method for the determination of drainage gas gathering gas content of coal gas time-consuming experiments . In this paper, design of a high-precision automated gas content measurement device , set to replace the traditional gas