开题报告(李伦).doc

辽宁工程技术大学 本科毕业设计论文开题报告 题 目 基于光纤传感器的分布式液位测控系统 指 导 教 师 高 姬 院（系、部） 电气与控制工程学院 专 业 班 级 自动化07-3 学 号 0705010305 姓 名 李 伦 日 期 2010.03.10 教务处印制 一、选题的目的、意义和研究现状 选题的目的：本文的目的为设计一种基于光纤液位传感器，以单片机为核心的高精度液位测控系统，该系统应具有性价比高，可靠性和实时性好，精度高，本质安全和易于维护等特点。 选题的意义：近年来,随着计算机、光纤、传感器等高新技术的不断发展,有关光纤液位传感系统应用于液位测量的报告很多,光纤液位传感器由于具有无电源、灵敏度高、抗腐蚀和抗干扰能力强等特点,得到广泛应用。国外已经应用先进的光纤液位测控系统,且能满足测量精度要求,但价格昂贵。所以需要一种新型的，性价比高的光纤液位传感器测控系统。 在目前过程控制领域中液位控制的研究引起广泛关注，随着集成电路规模日趋大型化、复杂化,各种复 杂的液位控制系统已成为的一个研究热点。单片机以 其控制精度高, 性能稳定、可靠, 设置操作方便, 造价 低等特点, 应用到液位系统的控制之中, 不但保证了系 统的准确性和可靠性, 而且增强了人机交互的能力。随着单片机和微机技术的不断发展, 单片机的应用也 从独立的单机向网络发展, 由PC机和多台单片机构成 的多机网络测控系统已成为单片机技术发展的一个方 向。在一个大型的应用系统中,通常由单片机完成数据 的采集和上传, 后台则通过PC机对数据进行分析并处 理，在这样的系统中,单片机系统一般称之为下位机, 由PC机、网络设备、数据库服务器组成的后台应用部 分则统称为上位机。二者结合, 充分发挥了单片机在 实时数据采集和微机对图形处理、显示以及数据库管 理上的优点, 使得单片机的应用已不仅仅局限于传统 意义上的自动监测或控制, 而形成了向以网络为核心 的分布式多点系统发展的趋势。这样的发展结果，使 PC机和单片机之间的数据通信在具体应用中的作用越来越重要。 研究现状及趋势：在现代化的工业生产中,液位测量几乎遍及生产过程的各个环节。在许多生产领域,不但对液位测量精度要求高,还需要测量仪表很好地适应工业现场的特殊环境,例如高温、高压、强腐蚀性、强放射性的场合,以及远距离传送和在密闭压力容器内使用等情况。 自20世纪80年代开始,由于微电子计算机、光纤、超声波等高科技的迅猛发展,在液位自动检测领域出现了种类多样的测量手段,并且其功能越来越完善,各项性能指标越来越易于适应工业生产的要求,趋于自动化、智能化。 目前,国内已有许多厂家生产光纤液位计,其中武汉中光光电有限公司生产的光纤液位计可在小于0.1ｍｍ液位的变化条件下,触发信号输出,并自动跟踪光、电信号,经过CPU处 理后直接输出标准信号供给二次仪表,实现对液面连续自动的高精度控制。南京航空航天大 学研制的光纤液位计,用于液位检测时精度可达±1ｍｍ,响应时间小于0.01ｓ,最大可传输距离为5ｋｍ。 目前市场上出现了许多新的光纤液位计。已用于工业生产过程的有: (1)双波纹管结构光纤液位计。该液位计以差动方式工作,采用全光路补偿方法和多种温度补偿技术,使得光纤液位计具有自动补偿性能,克服了光源强度起伏和环境温度变化这2个主要因素对结构式强度型光纤液位计测量精度的影响。 (2)浮筒式光纤液位计。该液位计是一种适用于易燃、易爆液体贮罐的光纤液位计,实现了现场全光无电在线检测功能,其输出信号与光强变化无关,具有很好的稳定性和抗干扰能力。 (3)反射式动栅光纤液位计。该液位计的光源、光纤、探测器位于光敏元件的同一侧,输入、输出共用1根光纤束,结构简单、易于测量、成本较低,适用于大型液体贮罐的液位测定。 其它还处于研制开发阶段的光纤液位计有棱镜式光纤液位计、斜面单光纤液位计。 近年来,微电子技术的发展使得液位检测技术发生