采用虛擬儀器技術(shù)的油品含水量檢測系統(tǒng)
摘要：在油品含水量智能檢測系統(tǒng)中，基于水的介電常數(shù)遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于油的介電常數(shù)，因而兩者所呈現(xiàn)的射頻阻抗特性不相同的原理，使用了射頻電容傳感器。提出了用虛擬儀器技術(shù)實(shí)現(xiàn)油品含水量檢測系統(tǒng)的方案，并從系統(tǒng)的組成、軟硬件實(shí)現(xiàn)等方面詳細(xì)討論了如何開發(fā)工具LabVIEW構(gòu)造和實(shí)現(xiàn)這一儀器。關(guān)鍵詞：水分測量 射頻傳感器 信息融合 虛擬儀器技術(shù)
虛擬儀器技術(shù)就是將計(jì)算機(jī)應(yīng)用于測試儀器之中，利用良好的虛擬儀器軟件平臺(tái)，充分發(fā)揮計(jì)算機(jī)強(qiáng)大的數(shù)據(jù)處理功能和豐富的圖形顯示功能，在屏幕上虛擬出與傳統(tǒng)儀器相似的顯示面板，用戶通過鍵盤和鼠標(biāo)操縱面板上的虛擬開關(guān)、旋鈕、按鍵等，去控制儀器的運(yùn)行、了解儀器的狀態(tài)、讀取并打印測試結(jié)果等。虛擬儀器的主要特點(diǎn)體現(xiàn)在軟件就是儀器的思想，它以特定的軟件支持取代相應(yīng)的電子線路，充分利用計(jì)算機(jī)軟硬件資源，用計(jì)算機(jī)完成傳統(tǒng)儀器硬件的部分以至全部功能。它是傳統(tǒng)儀器功能和外形的模塊化和軟件化。
虛擬儀器系統(tǒng)的概念是測控系統(tǒng)的抽象。不管是傳統(tǒng)的還是虛擬的儀器，它們的功能都是相同的：采集數(shù)據(jù)并進(jìn)行分析處理，然后顯示處理的結(jié)果。它們之間的不同主要體現(xiàn)在靈活性方面。虛擬儀器由用戶自己定義功能，這意味著您可以自由地組合計(jì)算機(jī)平臺(tái)、硬件、軟件以及完成應(yīng)用系統(tǒng)所需要的各種功能。另外，虛擬儀器開發(fā)周期短、成本低、維護(hù)方便，易于應(yīng)用新理論和新技術(shù)實(shí)現(xiàn)儀器的換代升級(jí)，而這種靈活性在由供應(yīng)商定義、功能固定、獨(dú)立的傳統(tǒng)儀器上是達(dá)不到的。
目前普遍采用的油品水分檢測方法有：蒸餾法、氣相色譜法、電容法和微波法等。然而，這些方法有的測定工序復(fù)雜、費(fèi)時(shí)；有的存在不精確、費(fèi)用高和不適用于實(shí)時(shí)測量等眾多缺陷。為了克服這些缺陷，采用射頻電容法測量油品的含水量，獲得了滿意的結(jié)果。
1 系統(tǒng)的測量原理
在油品含水量檢測系統(tǒng)中，采用射頻電容法測量油品的含水量。其測量原理如下：測量時(shí)，將電容傳感器置于含水油品中。當(dāng)電容傳感器的結(jié)構(gòu)和外形尺寸一定時(shí)，電容傳感器的電容量取決于介質(zhì)的介電常數(shù)。以重油為例，重油的介電常數(shù)約為2.2，而水的介電常數(shù)是80，兩者相差很大，因此所呈現(xiàn)的射頻阻抗特性不相同，從而可以達(dá)到對(duì)油品含水量檢測的目的。
2 系統(tǒng)組成
由射頻電容傳感器組成油品含水量檢測系統(tǒng)的框圖如圖1所示。測量時(shí)將傳感器探頭插入樣品油中，同時(shí)檢測水分電壓值Um和溫度電壓值Ut，兩路電壓信號(hào)經(jīng)濾波電路和高精度儀用放大器AD620放大處理后，送入PCI-6024E數(shù)據(jù)采集板進(jìn)行A/D轉(zhuǎn)換，再由
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