非介入式超声波液位检测系统设计

设计了超声波液位检测系统,只需将探头侧贴在容器外壁上就能够检测探头所在位置液位的有无,并用红绿指示灯指示,可以在不破坏压力容器的情况下实现液位检测。本文重点设计了超声波高压脉冲发射电路、限幅保护电路、信号放大电路、检波电路及结果指示电路。最后通过用一组比较器输出的高低电平控制红绿指示灯的亮灭以显示测量结果。     

超声内检测含缺陷管道壁厚确定方法

超声内检测器检测含缺陷管道时,回波信号高度敏感于探头与管道的空间相对方位,是影响管壁厚度检测精度的关键影响因素之一。利用自主研制的A扫描超声内检测实验装置,针对DN219×7.48 mm、Q235碳钢外壁含体积型缺陷管道,开展超声探头与被测管道分别在正对状态和存在轴向错位、环向错位以及两种错位共存4种状态下的超声检测实验,获得了不同空间姿态下的回波信号。分析了回波信号的时域波形特征,基于提取的时域特征参数,建立了管道壁厚计算过渡方式,并确定了壁厚计算方法。发现能确定含缺陷管段壁厚的错位范围比确定无缺陷管段壁厚的错位范围小;轴向错位对信号中缺陷底面回波特征的影响比环向错位大。结果表明:提出的含缺陷管道壁厚计算方法能准确确定管道壁厚,计算壁厚与实际壁厚最大误差小于5%,说明检测精度满足工程需要。     

旋转式全覆盖壁厚检测技术的研究

石油管道在出厂前,必须进行全覆盖壁厚检测.为了对石油管道进行全覆盖测厚,文章研究了旋转式32通道壁厚检测技术.基于多路聚焦超声探头测量原理,采用超高压时分复用激励电路、专用的回波信号处理电路和FPGA数字信号采集、逻辑处理、选择控制等关键技术,结合阵列式探头围绕石油管道旋转,形成了旋转式32通道壁厚检测系统,达到对石油管道全覆盖壁厚检测的目的.实验和使用表明,检测系统的速度、精度和稳定性满足生产实际需要,检测石油管道速度可达45 m/min,检测误差在±0.1 mm以内.     

工业容器注满度检测与控制系统设计

现代工业生产中,很多地方需要对容器储存溶液的液位进行控制,而在往容器内注入液体时,由于容器的密封性与不透明性,造成操作者无法观察到容器内液体是否注满;介绍了一种基于单片机的液体介质注满度检测装置控制系统,可在不改动原容器结构的情况下,通过在管道连接部加装注满度检测装置,实现非接触式测量与控制,易于对现有设备进行改造,系统采用无线通讯技术,可对区域范围内多个分散容器注满度进行集中监控。     

核反应堆压力容器小破口事故中坍塌液位的测量

核反应堆冷却剂液位是重要的安全参数,而压力容器破口事故(LOCA)下更加需要测量坍塌液位来反映堆芯冷却状态。该文针对差压式液位测量方法在破口事故下的特性进行了理论分析和试验研究。分析表明:喷放附加压降和喷放引起的压力波振荡都可能造成对于差压式测量方法产生附加的扰动;其中以压力波影响为主。实验结果说明:压力波振荡等影响造成差压液位测量结果产生峰值不大于2.5%的附加误差,这在破口事故下属于测量精度允许范围。因此,差压方法在压力容器小破口事故下仍能正确反映容器内坍塌液位,即容器的液体装量。     

核反应堆压力容器小破口事故中坍塌液位的测量

核反应堆冷却剂液位是重要的安全参数,而压力容器破口事故(LOCA)下更加需要测量坍塌液位来反映堆芯冷却状态。该文针对差压式液位测量方法在破口事故下的特性进行了理论分析和试验研究。分析表明:喷放附加压降和喷放引起的压力波振荡都可能造成对于差压式测量方法产生附加的扰动;其中以压力波影响为主。实验结果说明:压力波振荡等影响造成差压液位测量结果产生峰值不大于2.5%的附加误差,这在破口事故下属于测量精度允许范围。因此,差压方法在压力容器小破口事故下仍能正确反映容器内坍塌液位,即容器的液体装量。     

水耦合高能多探头超声动态检测系统

文章探讨了由水耦合器、多通道高能量聚焦超声探头、冲击脉冲激励电路、脉宽线性放大电路及计算机检测系统组成的"多探头高能水耦合超声动态检测系统",不但能对各种刚性管材各处的壁厚进行高速、连续地探测,还能通过计算机检测系统,多图形地显示壁厚曲线、超标报警,并能进行数据存储和查询。     

一种非接触式液位检测控制系统的设计与分析

文章主要介绍非接触式液位检测控制系统在工业液位检测中的应用及实现,由于非接触式液位传感器使用光电式传感器,因此,介绍了光电式传感器在工业液位检测中的设计和应用及制作,并对它的响应度、噪声误差分析。     

基于光流分析法检测钢水液位

在覆盖剂黏着于测温管表面的连铸中包中,基于视觉方法测量钢水液位系统无法通过温度场分析测量钢水液位.为此,本文使用光流分析算法跟踪测温管拔出钢水后表面黏着并向下流动的覆盖剂,检测出覆盖剂在测温管不同位置黏着特性的差异,并从微观角度分析覆盖剂在测温管表面的黏着特性与钢水液位的联系,最终计算出钢水液位.经验证,该方法所测得钢水液位误差在3mm以内.大量现场试验表明,该方法能较好地解决覆盖剂遮挡测温管表面温度信息的问题,使基于视觉方法的钢水液位测量系统在测温管黏着覆盖剂的异常情况下能准确可靠地测量出钢水液位.     

基于单片机的液位超声检测电路设计

为了测量工业应用中大型密闭容器内的液体高度,设计了基于单片机的液位超声检测电路。该电路主要包括超声波发射/接收模块、单片机处理电路、温度采集、显示单元和RS—485串口通信电路。经调试,测量范围在15cm～10.7m内时,该系统的测量精度可达到满量程的±1%,因此,该系统可很好地应用于工业液位测量。     

拉脱法测量液体表面张力系数实验装置的改进

对用力敏传感器测量液体表面张力系数仪器进行研究,利用连通器和浮力原理对原仪器的升降装置进行了改进,提高了仪器的稳定性和重复性。同时将待测液体和吊环封装在玻璃容器中,消除了空气的流通对实验的影响,减少了实验误差。     

非线性激励作用下载液容器内液体晃动的数值模拟

通过对周期性边界激励下的圆柱形容器内液体晃动的数值模拟,分析了载液容器壁面受力与外部激励频率、摆动半径之间的变化关系,以及液体晃动幅值、频率与外部激励频率、摆动半径之间的变化关系.分析结果表明:载液容器内的液体在经历了一段调整期后,晃动幅值趋于稳定,晃动频率接近激励频率;当外界的激励频率接近液体固有频率时,液体晃动幅值增大,对容器壁面产生的冲击力增大;液体的晃动频率与摆动半径无关,晃动幅值随摆动半径的增大而减小.该结果对于非线性激励作用下载液容器内液体晃动的研究、保证载液容器的运行的安全,具有重要的参考价值.     

容器形状对液体内声波的影响

在考虑液体介质的黏热性以及非线性的基础上,结合容器形状对液体传声特性的影响,推导并得到了包含容器形状因素在内的一维声传播方程,同时利用频域展开和数值分析方法,探讨了不同形状容器中介质内声场分布.设容器具有轴对称性,其形状有圆柱、锥状和指数形.数值计算结果表明,在同样的声激励条件下,容器形状影响介质内声压幅值大小和分布,而声源位于指数形容器大端时影响更为明显.不同形状的容器中液体内的声波均具有非线性驻波特征.     

基于声发射技术的液固体系颗粒粒径测量

基于声发射技术的颗粒测量方法具有非侵入、安装便利、可实时在线测量等优点.搭建了一套液固体系声发射信号测量装置,采用宽带声发射传感器和高速采集卡采集水-玻璃微珠的液固体系声发射信号.运用Welch算法计算3种粒径的玻璃微珠的功率谱估计,结果表明:不同粒径下,两相体系中玻璃微珠的质量浓度均和功率谱估计面积有良好的线性关系,且就粒径和质量浓度相较而言,颗粒粒径对功率谱估计的影响更大;利用FLUENT软件模拟计算出颗粒碰撞壁面的速度,通过对基于Hertz-Zener理论的预测频谱和实测信号功率谱估计的分析比较,采用最小二乘方法估算出玻璃微珠的粒径,其结果和实际平均粒径较为接近,表明该方法用于颗粒粒径测量的可行性和有效性.     

用超声波脉冲透射技术测柔薄试件的声速

本文介绍了用超声波脉冲透射技术测柔薄试件声速的框架缠绕耦合技术。借此技术能实现平板状压电晶体换能器与柔薄试件间的良好接触,不需要象反射法通常所要求的那样,将试件逐个粘结或焊接到换能器上去,将同一种材料多层并列或重叠绕在同一框架上还可以提高透射信号的强度与检测灵敏度,以致用普通精度的超声波脉冲仪也能测柔薄试件的声速。这就为金属玻璃薄带等的杨氏模量测定提供了一个迅速而又简便的工程方法。     

内压容器的边缘应力及其对容器封头焊缝的影响

内压容器的边缘应力具有局部性及自限性的特点 ,它是压缩变形产生的 ,可用微分方程来分析计算。在实际设计内压容器时 ,应充分考虑封头的形状对边缘应力的影响 ,从而设计出安全可靠的内压容器。     

微重力状态下自由液面构型的Surface Evolver软件计算

以扇柱形贮箱为研究对象,根据微重力状态下液体的毛细现象,基于Surface Evolver软件平台,建立了三维分析模型.利用该模型进行数值模拟,深入研究了微重力状态下扇柱形贮箱内角处自由液面的爬升特性,数值分析结果与实验结果吻合良好,证明了该方法的合理有效性.通过数值分析,详细探讨了接触角及容器中心角对微重力条件下自由液面爬升的影响规律,发现液体与容器壁接触角之和小于90°时,液体会不断爬升;当中心角大于50°时,液体爬升高度变化很小.     

自动扫查爬壁机器人系统及调整运动

高压容器的焊缝常存在边界未熔合、未焊透、裂纹等问题,一般利用超声波串列扫查方法对焊缝进行无损检测．介绍一种用于化工容器在役检测的新型超声串列自动扫查爬壁机器人,并着重阐述了其机械结构及位置调整运动控制算法．该爬壁机器人采用磁轮吸附小车的行走方式、利用磁带进行导航和光纤传感器检测机器人状态,具有结构紧凑、导航性能好、位置调整方法可行和定位精度高等特点．实验证明该机器人方案可行,效果良好．