几种特殊流速传感器及其应用

根据工程实验的特殊需要,研制了渠道／湖泊用微型旋桨式流速传感器、垂线流速分布传感器、带升降架的水平线流速分布传感器和潜水型流速传感器,本文介绍了这些传感器的基本结构、测量误差分析,并研究了它们在工程特殊测流问题中的应用。     

基于双光纤光栅的流速传感器设计

针对智慧海洋领域对海洋流速监测的要求,基于双光纤光栅能消除温度对流速的交叉灵敏度特性及悬臂梁的杠杆放大结构,设计了一种用于测量流体流速的双光纤光栅流速传感器。该传感器主要由外壳、光纤光栅测试组件及固定件组成,采用无胶化密封封装,进行了灵敏度及动态范围的测试,此外还分析了不同温度和压力对传感器性能的影响。通过高精度解调仪解调,设计的光纤流速传感器的灵敏度为76 mm/s,流速测量范围为0 ~ 1.2 m/s,且该流速传感器对温度和外界压力都不敏感,能够实现对流速单一参量的监测,可以满足油气田开采、油气输送管道、海洋河流等环境下流体测试的需求。     

两相流固体速度测量的改进方法

提出一种气、固两相流的流速测量新方法．首先通过对两个传感器之间的流动噪声输送过程进行分析，建立两个传感器信号之间的数学模型．以此为基础提出流速测量的改进方法．实验结果表明：此方法在两相流流速测量中具有较高的精度和较快的软件运行速度，为两相流流速的在线测量提供了一种有效的手段．     

微机化光电三点非侵入流速仪及应用

微机化的光电三点非侵入式流速仪采用光电二极管为传感器．以染色法和小球法 造成水流区域局部透光能力瞬间的急剧变化，来间接测量模型中水流的流速．设计中 采用了微型计算机技术，形成了自动化测量仪器．该流速仪可同时或非同时对流场中 ３个不同（还可根据需要扩展为更多）点处的流速进行测量．测量最大相对误差＜５％． 该流速仪成功地应用于三层阶梯式浇注系统水模拟实验的测量中．     

数字化靶式应力二维流速传感器的设计

在目前流行的几种平面二维流速场测量的方法中,靶式流速仪作为一种应力式的传感器．适用于解决低流速不规则断面的开放流场的测量问题。设计了一种数字化的高精度靶式应力流速传感器,介绍了靶式迎流体探头结构的设计,和变送电路及数字化接口的设计,并用数据分析软件rnadab对采集的原始数据进行线性度分析。一定程度上解决了实体水工模型表面流场测量的问题：     

加固型热线及流速测量

提出一种加固型的热线式流速传感器，它由一根较的绝缘棒和在其上的铂丝组成；并给出了与该结构相适应的新的计算流速经验公式，风洞实验证明，对于加固后的热线流速传感器，亲折计算公式比Ｋｉｎｇ氏公式有较高的计算精度。     

烟尘微粒排放量的测试研究

探求光与烟尘流体微粒相互作用下的输出与浓度和流速的关系特性,设计应用了光纤传感器测试系统,利用微粒后向散射对浓度和伯努利原理对流速进行实验检测,结果表明在一定范围内输出与浓度和流速成线性关系,证明具开发应用于实践的可行性.     

一种旋浆式流速传感器率定系统的设计

设计一种以单片机为主控单元的智能化低流速传感器率定系统.该系统通过单片机控制测量车在水槽上的行进来实现对流速的标定,可同时自动率定8支旋桨式流速传感器,从而提高低流速测定的准确性,使流速的测定误差小于1%.     

矩形明渠流动流速脊线的特性分析

1 问题的提出。圆管流动和矩形明渠流动是两种最基本的流动．圆管流动因其轴对称性而显得相对简单，在以轴心为极点的极坐标系中，流速只沿径向发生变化，横断面上等速线为一族同心圆．圆管断面上的点流速分布规律可归结为沿某一径向的流速分布规律予以描述．而在明渠流动中，由于自由表面的存在，其流动特性远较圆管流动复杂．即使是矩形明渠，流动断面上的点流速沿垂向和横向均有明显的梯度存在．为此，不同学者从不同的角度对矩形明渠均匀流动问题进行了研究，因其成果主要限于宽深比较大和没有自由表面影响的情况，所以常不能满足实际应用的需要．     

液体媒质超声波电机的饱和流速特性

为提高液体媒质超声波电机的最高转速，对电机的饱和流速特性进行了理论分析，得出液体媒质中声场的非线性是饱和流速产生的主要原因．在此基础上从液体性质和转子结构角度对其进行了重点的实验研究．在液体性质方面，从液体高度、液体浓度和非线性参数3方面分析了它们对饱和流速的影响，从中得出，存在一个最佳的液位高度和溶液浓度使饱和流速的值达到最大，且饱和流速和非线性参数呈反方向变化．在转子结构方面，从转子直径、叶片高度、叶片数和所用材料密度4方面对饱和流速进行了研究，得出了它们与饱和流速的关系，提出了从控制液位高度、液体质量分数、使用合适类型的液体和转子结构4方面提高电机最高转速，使电机能运行在较宽的范围，实验结果与理论分析结果相一致．     

气固两相流速度及质量流量的静电测量法研究

介绍了一种气固两相流速度及质量流量的静电测量方法,实现了静电法在气固两相流速度及质量流量测量中的应用．通过特殊设计的静电传感器系统,利用气固两相流中固相微粒的荷电信号直接测量两相流的速度和质量流量．速度测量采用互相关分析的方法得到静电信号相移时间,计算出固相速度;通过实验确定静电传感器上静电信号电压有效值与已知两相流质量流量的关系,建立了系统电压一质量流量曲线．实验结果表明,静电测量方法可准确跟踪并测量气固两相流的固相速度,实现两相流的在线无损检测．     

提高弯头下游均速管流量传感器测量精度的研究

当均速管流量传感器安装在弯头下游时,由于流体流动为非充分发展湍流,会增大其流量测量的误差.为提高流量测量精度,提出了在90°弯头下游安装流动调整器改善速度分布对称性,减小测量误差的方法.采用计算流体力学(CFD)仿真分析与实流实验相结合的方法,基于NEL流动调整器,设计出了改进型的流动调整器结构.经仿真和实验验证,安装改进的流动调整器后,均速管流量传感器的线性度误差减小到了0.176%.流动机理分析发现,上游流体速度剖面对称性是影响传感器误差的关键因素.数据表明,CFD仿真预测线性度误差的偏差小于0.056%.     

峰值渡越时间法测气固两相流流量

提出了一种测量气固两相流流量的方法———峰值渡越时间法 ,即利用一流团流过上下游两个传感器时所引起的输出时间差来测流速 ,并利用 80 98单片机予以实现 ,同时给出了噪声发生器对比试验结果 .结果表明 ,用峰值渡越时间法测量柱塞状流体流量 ,响应时间不超过 1s ,精度可达 1% .     

旋桨式流速仪在非恒定流模型试验中的应用

根据工程实验的特殊需要，阐述了旋桨式流速仪在工程模型试验中的重要性及研究情况，并着重介绍了HD-4B型电脑流速仪的原理、工作制、传感器的造型、与EMV-1型电磁流速仪及检定车比测的结果，及其在解决量测多点缓变非恒定流速及快速量测恒定流速中的应用.     

多相流流型识别技术与系统开发

基于油气水多相流混合物在管道内流动时的多传感器信号－－压力和压差信号，建立特定流型的识别规则，采用学习矢量量化模式分类器作为未知流型的分类器，根据数据融合的技术思路获得了油气水多相流的流型在线识别技术。通过系统集成的手段，利用微处理装置研制出了流型识别系统。该识别技术具有置信度高、容错性好、性能稳定、降低了对单个传感器的性能要求等优点。该识别系统结构简单、无运动部件、不改变管道的截面结构，可以处理非快速变化的瞬态流动，测量误差小于10％，并具有连续工作、定时打印、信号输出等功能。     

油气润滑输送管内流动特性实验研究

通过实验观察法及数值模拟手段研究了油气两相流体在输送管内的流型,并利用差压传感器测量了管内流动压力损失,进一步对试验结果进行了理论分析,总结出油气润滑输送管内压力损失的经验公式。通过对油气流型的研究,发现油气润滑输送管内为波浪—环状流流型,油、气速度变化、对环状流的流动特性有影响。     

基于实时互相关算法的双相流流量测量的研究

针对双相流流量的测量需求, 建立了一种双螺旋极板式电容传感器模型, 对螺旋式电容传感器的工作原 理与特点进行了阐述与分析, 提出一种基于实时互相关算法的流量检测方法, 分析了实时互相关算法的可实现 性, 并利用 Matlab 仿真结果对实时互相关算法程序的正确性与实用性进行了验证。 装置中采用德国 AMG 公司 开发的 CAV424 电容式信号检测集成电路实现对传感器的信号检测, 并通过 stm32 微处理器对采集的信息采用 互相关算法计算, 从而得出双相流流速及流量。     

一种气固质量流量检测方法的实验研究

介绍了热式多传感器信息融合的气固质量流量检测方法的实验研究情况；给出了实验系统方案和实验测量装置的硬软件设计，实验结果分析说明，该检测方法通过复合传感器可以同时测量气体流速，粉体浓度和各处温度，经过数据处理就可以测得气固质量流量。     

Fabrication and characterization of patterned carbon nanotube flow sensor cell

Patterned flow sensor cell consisting of single-walled carbon nanotubes (SWCNTs) network and polydimethylsiloxane (PDMS) are fabricated, based on the process of vacuum filtration, photolithography, and plasma etching. The sensor cell is a composite thin film and packaged to form a flow sensor, and then tested in different flow rates with different liquids, such as deionized (DI) water and NaCl solution. The induced-voltage increases with increasing flowing velocity and liquid concentration. The relation between induced-voltage and sensor cell conductivity is tested in the same liquid at the same flow rate. The higher the conductivity is, the higher the induced-voltage is. Some of the SWCNTs are fixed in the PDMS matrix, simultaneously some of them protrude above the composite thin film, which are exposed to the liquid and contribute to the voltage generation. The fabrication method can make the flow sensor scaled down to dimensions on the order of micrometers, which makes it suitable in very small liquid volumes.