超声多普勒流量计实现分区流速测量的方法研究

为了扩展超声波多普勒测量方法的功能并提高超声多普勒流量计的测量精度,提出了可以实现流通区域内流体速度分布测量的分区流速测量方法。采用超声波交叉域法,对声束的发射与接收进行汇聚,使汉速信息集中在流场中十几毫米到数毫米的区域范围内;采用了发射、接收换能器,让声束的交叉域分布在描述流场特性的地方,实现了流场的分区流速测量。扩展了超声波多普勒方法的功能,若对分区流速进行积分处理就可获得流量,为提高超声多普     

污染物对热膜式气体流量传感器精度的影响

为了预测污染物对热膜式气体流量传感器精度的影响,研究传感器精度下降机理。首先,分析传感器测量原理,建立传感器电压输出理论数学模型,并基于绕流理论推导气体流经污染物后流速公式;然后,搭建污染物颗粒累积试验平台,进行长时间颗粒累积试验,验证理论模型合理性。研究结果表明:传感器的输出电压与所测气体流速、基底隔膜厚度以及导热系数有关;气体流速下降幅度随污染物高度增加而增大,随污染物与加热电阻中心距离增加而减小;污染物颗粒主要围绕热膜电阻周边呈"U"型分布,热膜电阻上方基本无累积,说明传感器精度下降主要是由热膜电阻前端累积的污染物改变气流流速所致;传感器电压输出理论计算值和试验测量值相吻合,证实了理论模型的合理性。     

热消散式流量传感器的建模仿真与研究

根据能量守恒定律和流量测量原理,使用流体计算软件建立了热消散式流量传感器的数学模型并进行了数值分析.模拟了管内传感器与流体的湍流换热过程,计算出在不同流速下的传感器探头温度分布情况,分析了流体温度、传感器封装材料、加热功率以及安装方式对传感器测量精度和适用量程的影响.计算结果对热式流量传感器的设计和优化提供了重要的参考...     

利用超声波检测流量的高精度系统

讨论了超声波在流体内传播过程中流速补偿问题，建立了流量测量的数学模型，并给出测量系统的结构框图。针对超声检测流量中的流场分布情况，采用高电压窄脉冲信号触发超声波发射电路、高频振荡计数与相敏检波相结合的高精度在线检测方法提高测量的精度，并利用系统内存储的测量环境数据和实际测量时的温度对测量结果进行补偿，保证测量的稳定性；分析了测量误差来源以及消除误差的方法。     

影响超声物位测量精度的主要因素及对策

为提高超声物位测量精度 ,从超声物位测量原理出发 ,分析了声波速度、声波传播时间以及反射波强度对超声物位测量精度的影响 .提出了用声匹配、声速修正和峰值点检出技术提高物位测量精度的方法     

速度分布对气体超声流量计声传播规律的影响

气体超声流量计广泛应用于天然气贸易计量,在实际工业现场,由于流态和流速的不同,使得超声波传播特性呈现不同的规律.为了研究这一规律的变化特征,文中提出了一种基于COMSOL仿真的射线追踪方法来模拟单声道气体超声流量计的测量过程,并验证了该仿真方法的正确性.选取充分发展湍流和单弯头下游的速度分布为研究对象,以5个不同的速度点为入口流速,讨论超声波传播轨迹、传播时间、轨迹偏移量、声压分布等参数随流速、流态的变化规律,进而分析其对流量测量的影响,提出一种改善测量误差的修正方法,使测量误差最大降低约4%,,达到修正效果.     

基于虚拟仪器的超声Doppler管道低流速测量

传统的超声Doppler流量计在管道流量测量中会遇到无法判断流速方向和低流速测量困难等问题。该文基于虚拟仪器平台,将Doppler信号解调到15kHz的中心频率,并运用Zoom-FFT算法对其进行高精度选带频谱分析,然后进行加权平均频率估计,得到被测流体的平均流速及方向,实现了一个新的超声Doppler流量测量系统。超声波探头外夹安装在充满流体介质的不锈钢管道上进行流量测量,实验结果表明该系统不仅可以正确分辨流速方向,还能测量低达0.02m/s的流速,在判断流速方向和低流速测量上比传统超声Doppler流量计更为有效。     

多电极电磁流量计用于非轴对称流的测量

为解决两电极电磁流量计对于速度非轴对称分布的敏感问题,基于Shercliff权函数提出区域权函数概念,研究其计算方法并设计出多电极电磁流量计．通过多电极传感器测量不同位置的弦端电压,计算管道截面各区域的局部轴向平均速度,并实现体积流量的测量．介绍了多电极电磁流量计传感器设计,通过测量偏流发生器下游的非轴对称单相流及倾斜管固一液两相流,证明该设计对于非轴对称流具有较高的流量测量精度及可靠的速度分布测量结果．     

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8098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%.     

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% .     

户用低功耗超声式热量表的研究

利用超声测量非接触的特点,将温度测量与超声流量测量相结合设计出户用超声式热量表,克服了目前普遍使用的叶轮式热量表在供水水质不好时,精度下降并极易损坏的缺点。文中具体描述了超声热量表的结构、温度和流量测量电路,并通过MSP430单片机的选用,讨论了热量表的低功耗设计方法。     

气体对于超声波流量计影响及其修正的实验研究

超声波流量计在测量液体流量时,往往要求管内是充满状态,但在实际应用中,常常出现液体中含有气体,从而造成测量偏差。为了能够修正该偏差,提出了多传感器组合使用,进行修正的方法。对管道中充满液体时,使用FDT—21超声波手持流量计进行流量标定;在含有气体状态下,使用38 k Hz的超声波发射及接收装置,测量不同含气量研究不同安装方式对于含气流量的测量影响,从而实现含气状态下水平管道中流量的修正。结果表明:水平管道液体流动时,含气会对超声波流量计测量结果造成误差,通过适当的修正方法可实现超声波流量计流量的测量,偏差大约在2%左右。     

超声波流量计测流精度的实验研究

为了检验超声波流量计的测流精度,特将国产的LCJ型与美国ORE公司的7500型两种超声波流量计进行对比实验。为此,建立了管道测流实验平台,在管道出口3.1 m处交叉安装了两对超声波传感器,进行了不同流量重复对比实验,并应用小波分析对实验数据进行分析比较。实验结果表明,国产LCJ型超声波流量计较美国ORE公司的7500型超声波流量计有更高的分辨率和测流精度,且操作简单。     

一种石灰窑煤气流量检测及在线补偿的新方法

研究了梅钢石灰窑供气系统不能准确检测煤气流量等实际问题和超声波流量计的计量特点,提出了一种基于WZ-2188超声波流量计和孔板流量计双重检测技术,实现煤气流量精确检测和煤气流量在线补偿的新方法。经过采用煤气流量双重检测和在线补偿技术对石灰窑供气系统的改造,减小了煤气流量检测的误差,提高了活性石灰的质量,为企业带来了较大的经济效益和社会效益。     

超声波传感器谐振规律的实验研究

由于晶体超声波谐振子泛音的存在，谐振频率点并不唯一。而超声波测量系统频率的选择至关重要。为确定用于流量测量的超声波传感器的谐振频率，设计了实验测试方案，即用函数信号发生器给发射传感器输入幅度相同、频率不同的方波激励信号，用示波器观测接收传感器输出信号，记录接收探头随频率递增时，幅度较大极值点所对应的频率。然后，以数据拟合的方法寻求晶体超声波谐振子各谐振频率点分布的规律。实验结果表明：根据这些幅度较大极值点寻求的谐振频率点分布的拟合线，基本符合一般极值点对应频率的分布规律，反过来证明了研究所得的该种传感器谐振频率点分布规律的正确性，这为流量测量中超声波频率设定提供依据。     

弯径变化对超声波燃气表特性影响的研究

研究提高超声波燃气表线性度问题。由于要使超声波燃气表检测信号与超声波传播路径所在截面的平均速度呈线性关系,才能准确测出流量,但实际上超声波燃气表流道有弯道,弯道会引起二次流,从而影响超声波燃气表的测量精度与线性度。采用FLUENT软件对七种不同弯径的U型流道进行了三维仿真,通过比较入口速度与超声波传播路径所在截面的平均速度之间的线性关系,从中选择相对好的弯径。仿真结果显示,通过优化弯径来提高超声波燃气表的精度是一种可行的方法。     

基于改进相差法的超声波微流量检测

针对传统超声波流量测量方法在微小流速工况下难以实现高精度测量的问题,提出一种基于计数器法与取样积分法相结合的改进相差法测量方法.首先采用高稳定性电子计数器实现整周期延迟相位粗测量,再基于取样积分原理实现剩余子相位的精细测量,通过增大取样积分次数抑制由抖动引起的相位差测量误差;同时通过移相控制,消除传统鉴相器具有的不稳定...     

油井超声互相关流量测量方法

提出了一种用超声互相关测量油井流量的方法 ,设计了专用超声传感器和互相关器。试验结果证明 ,用该方法测量油井流量是可行的 ,但在获得工业应用之前要解决一些实际问题。     

多声道超声气体流量计的建模与仿真

基于时差式超声流量计测量原理和Gauss-Legendre数值积分方法,建立了多声道超声气体流量计的数学模型．在建模过程中,根据瞬时流速以流速分布函数按面积积分的公式,推导出在弦向声道处的平均流速按声线积分的表达式,然后推导出在弦向声道处的平均流速加权求和的瞬时流速公式;应用Legendre多项式求解出高斯节点值和加权系数,即确定了各个声道的分布位置．以四声道交叉布置方式的超声气体流量计为例,通过Matlab仿真与误差分析,结果表明：在考虑流速分布的影响下,模型的测量误差不大于0．1％,验证了模型的正确性,因而多声道超声气体流量计完全能满足油气、天然气等气体在输送和分配计量中的精度要求．     

超声流量计探头安装入侵长度对测量影响的估算

侵入式探头对超声流量计流场产生扰动．探头扰动造成测量误差,制约非实流标定的发展．针对探头扰动提出简化模型,根据简化模型给出探头扰动误差估算方法．与DN500和DN100两种口径的多声路超声流量计实流实验结果进行对比,估算结果与实验结果相差最大不超过0．4％．实验结果表明,随超声流量计直径减小,探头扰动造成的测量负误差迅速增大．DN100多声路超声流量计中探头扰动造成的测量误差达到-5％,且误差随雷诺数的变化率比DN500多声路超声流量计大．