过程多参量数据采集模块设计

摘 要
近年来我国管道泄漏事故频繁，造成巨大经济损失和环境污染，所以需要一个能够及时发现泄漏并精确定位的监测系统。目前，输油管道泄漏的监测方法主要有音波泄漏法和负压波法两种。音波泄漏法灵敏度高、定位比较精确，但也存在误报问题。负压波法灵敏度差、定位也不太精确，但对于大的泄漏可靠性高。音波泄漏法、负压波法、流量平衡法三者结合有助于大大提高系统的灵敏度、定位精确度和系统的可靠性。
本论文完成了管道泄漏监测系统中的多参量数据采集模块的软硬件设计。该数据采集模块采用了MSP430F149单片机，能够同时采集管道传输介质的相关参数如流量、压力、温度等。本课题研究的压力、温度信号是由压力、温度变送器输出的4～20mA的电流信号，其经过转换电路后为电压量，可直接进入MSP430单片机集成的A/D接口进行A/D转换。流量信号是0～5KHz的脉冲信号，其经过整形电路后送入单片机进行计数。该数据采集模块通过RS-232实现单片机和上位机之间的通讯，从而将单片机采集到的数据通过上层界面显示出来。

关键字 管道泄漏；数据采集模块；MSP430单片机；RS-232通讯
目 录
摘 要 i
Abstract ii
第1章 绪 论 1
1.1 管道泄漏监测的研究意义 1
1.2 国内外管道泄漏监测技术的现状 2
1.3 论文的主要工作内容 3
第2章 管道泄漏监测方法 5
2.1 外部监测方法 5
2.2 内部检测方法 6
2.3 基于流量及压力信号的管道泄漏监测 8
2.3.1 管道泄漏监测系统 8
2.3.2 基于流量及压力信号的泄漏监测与定位原理[7][8][9] 9
本章小结 13
第3章 数据采集模块硬件设计 15
3.1 信号调理电路设计 15
3.1.1 流量脉冲信号调理电路 15
3.1.2 压力、温度信号调理电路 16
3.2 单片机核心电路设计 17
3.3 RS-232通讯电路设计 19
3.4 单片机电源设计 20
本章小结 21
第4章 数据采集模块软件设计 22
4.1 主程序设计 22
4.1.1 系统初始化模块[18] 22
4.1.2 A/D转换模块 25
4.2中断服务程序设计 25
4.2.1 脉冲计数中断服务 25
4.2.2 数据发送中断服务 26
4.3 单片机编程任务 26
本章小结 30
结 论 31
致 谢 32
参考文献 33
附录A 34
附录B 35