变传感器设定值的科氏质量流量管控制方法

在科氏质量流量计中,流量管的稳幅振动是准确测量的前提。当两相流发生时,科氏质量流量管无法维持在最佳幅值下振动,导致传感器输出信号幅值波动大。针对两相流下流量管幅值控制面临的问题,分析影响流量管振动幅值大小和稳定性的因素,提出跟踪传感器信号幅值、变传感器信号设定值的控制方法,在研制的数字式科氏质量流量变送器上实时实现,并在气-液两相流实验装置上进行2种设定值方法的对比实验。实验结果表明,在不同含气量和控制及时性的情况下,变传感器设定值的控制方法均具有良好的信号跟踪和幅值控制的性能,流量管振动较平稳,传感器信号幅值波动范围小,极大地减小了两相流测量过程中的波动性。     

气液两相流下微弯型科氏质量流量计信号建模

相比于普通的U型和Δ型科氏质量流量计,微弯型科氏质量流量计具有更高的频率和更小的相位差,测量气-液两相流时误差更大。为了揭示气液两相流测量误差的特性,针对微弯型科氏质量流量传感器输出信号的实验数据,采用数字过零检测方法提取流量序列。用概率密度分析流量序列的分布规律,再通过相关分析得到流量序列的数学模型,并验证模型的准确性。该数学模型由稳定分量和波动分量组成。稳定分量对应于气液两相流下流量实际测量的均值,其与真实值之间的偏差反映了气液两相流的测量误差;波动分量反映了瞬时流量测量的稳定性。     

基于静动态分离的MAF传感器动态非线性建模

热膜式空气质量流量传感器广泛用于汽车发动机,但是,在有些工况下,传感器的动态响应速度不能满足控制的要求.在研究中发现,传感器的动态特性有明显的非线性.本文基于传感器的静态和动态实验,提出了基于静动态分离的Hammerstein两步法的动态非线性建模方法,建立了大小流量和正负阶跃统一的数学模型,更加准确地描述传感器的动态非线性特性.     

基于FPGA的科氏质量流量计数字闭环系统设计

设计一种科氏质量流量计(Coriolis mass flowmeter,CMF)数字闭环系统,实现CMF稳定闭环工作条件.采用高速数字电路以及现代信号处理技术取代了传统的模拟正反馈系统来实现CMF闭环控制,使CMF测量管稳定维持在简谐振荡状态.利用模拟数字转换电路(A/D)将传感器输出的信号完整采样,借助现场可编程器件(FPGA,Field Programmable Gate Array)对信号进行分析与处理,根据信号特性进行相应的数字滤波、幅值解算,实现CMF闭环系统的幅值增益和相位的精确控制.实验结果表明:该数字闭环系统具有动态特性好、稳定性好等优点.     

科氏质量流量计振动幅值的仿人智能控制方法

测量管振动的稳定性、可靠性是科氏质量流量计实现精确计量的基础。针对科氏质量流量计振动幅值控制问题,设计了一种仿人智能控制方法,将科氏质量流量计测量管振动分为起振稳幅和干扰抑制两个阶段,根据幅值偏差及偏差变化率分别划分出5种和3种不同的特征状态,构建特征状态集;对于不同的特征状态,分别设计相应控制模态,构建控制模态集,同时设计启发式搜索和直觉推理规则集。控制过程中,先根据偏差及偏差变化率辨识出当前振动状态,依据推理规则集选择相应的控制模态进行振动控制。实验结果表明,所提方法可以实现科氏质量流量计快速起振,且振幅稳定,验证了方法优越性和工程实用性。     

科里奥利质量流量计传感器零点模型研究及应用

科里奥利质量流量计以其直接测量质量流量的特点,成为近年来发展最为迅速的流量仪表之一,已经成为贸易结算的首选计量器具。虽然科里奥利质量流量计的测量精度很高,但是其存在零点漂移的缺陷,降低了仪表的长期稳定性。本文以典型的U型振动管传感器为例,基于振动管的幅频和相频特性,分析了传感器的各阶模态对于工作频率的响应,以此建立了传感器的初始相位模型。通过样机实验证明,该理论模型在应用于薄壁振动管时具有较高的计算精度和适用性,并将科里奥利质量流量计在低温介质测量中的测量误差降低到±0.3%以内,也为抑制科里奥利质量流量计零点漂移提供了理论依据。     

基于激波原理的气体动态温度校准装置研究

基于气体介质动态温度校准需求,研制了一套基于激波原理的气体动态温度校准装置。针对传统激波管产生激波持续时间短无法激励温度传感器的问题,通过改造传统激波管结构,实现了激波过程后稳态温度气体持续流动,克服了传感器有效激励问题。为了实现快速响应温度传感器的高质量动态校准,通过激波过程温度幅值补偿研究,减小了温度幅值不稳定对于动态校准结果的影响。此外,通过激波非定常边界层对于温度的影响分析,得到了忽略温度随壁面参数变化的条件,提高了激励信号发生的可靠性。最后,基于试验手段对于校准装置的可溯源性进行了分析和验证,试验结果表明所研制的气体动态温度校准装置可以产生阶跃上升时间为1.6 ms,稳态幅值为320℃,持续时间为40 s的动态温度激励信号,基本满足温度传感器动态校准需求。     

基于正交解调的科里奥利质量流量计信号处理方法研究

研究基于正交解调的科里奥利质量流量计的信号处理方法。提出了表示质量流量信号和噪声的传感器输出信号的模型，给出了求解信号频率、幅值和相位差的计算公式，研究了两种滤波方式，设计了两种信号处理的方案。仿真结果表明，该研究方法是有效的。     

基于Byrnes-Isidori标准型的集成式电子液压制动系统液压力控制*

面向汽车制动系统需求,提出一种新型线控制动系统——集成式电子液压制动系统(Integrated-electro-hydraulic brake system, I-EHB),由电动机、滚珠丝杠副、次级主缸、踏板模拟器、踏板位移传感器和液压力传感器等部件组成。I-EHB液压力控制中系统存在摩擦等非线性因素的影响,造成时滞效应,控制精度低。针对该问题,将系统模型简化,采用Byrnes-Isidori标准型方法对系统进行分析,针对性地设计合理有效的控制算法对系统进行液压力控制,采用基于前馈-反馈控制和摩擦补偿的液压力控制算法。搭建试验平台,进行硬件在环台架试验,分别在不同幅值目标阶跃工况、不同频率的三角波和正弦工况以及梯形阶跃增减压工况下进行试验研究,以验证该控制算法在各种工况下的适应性。试验结果表明,采用该方法后系统响应速度快、控制精度高,系统性能得到明显改善。     

电容式高频振动幅值测量方法研究

针对超声疲劳试验中20 kHz以上的高频振动幅值的测量问题,提出一种电容式高频振动幅值测量方法,并构建了基于该方法的测量系统。文中以振动信号处理为主线,设计基于调幅式的振动解调电路,实现传感器信号的高精度解调;设计频率自适应数字滤波器实现解调信号的动态滤波;设计基于Hilbert变换实现数字包络检波器完成振动信号幅值的精确求解。对基于此方法测量系统的精度和测量范围进行了实验验证,实验结果证明,此系统具有较高的精度和较大的测量范围,其精度优于0.3%F.S.,振幅测量范围最大可至100μm,动态频响超过20 kHz。     

磨料流加工的流动分析

本文根据磨料流加工的原理建立了简化的固体塞分析模型，并按非牛顿流体分析理论对典型的圆孔加工进行了压力和流速的分析，获得了一些有用的结论。利用本文的分析结果，可以对磨料流加工的特性作进一步的分析和研究，具有一定的实际意义。     

流量传感器技术在热电厂中的应用及其发展

本文论述了成熟的流量传感器技术在热电厂中的应用，并简要介绍了流量测量新技术，从而阐明应针对被测对象经济实用地选用流量计，积极关注其新技术的发展动态，供研制和选用更完善的流量计时作为参考。     

轴流型调节阀结构性能分析

介绍了新式轴流型调节阀的结构及工作原理，分析了其特点，论述了关键零部件的设计方法。     

自动流量平衡阀运动机理数值计算及实验研究

通过理论推导和实验验证两方面研究了自动流量平衡阀的流量特性，利用UG软件建立了自动流量平衡阀可变过流面的三维数字化模型，重点解决了自力式控制元件的选取和可变过流面参数化方程的推导。     

软测量技术在动态流量测量中的应用

在电液比例阀和电液伺服阀动特性测试中,高频动态流量的测量一直是一个难题.在流量测量中引入软测量技术,以层流流量计的基本结构为基础建立动态层流流量模型,通过对压力差信号与油液温度信号进行在线测量并进行数值计算,可以得到连续变化的瞬时流量值.从而克服了传统流量计自身惯性的影响,显著提高了对动态流量测量的频率范围.     

工艺流程图表法在生产车间工艺流程改进中的运用

简要介绍了工艺流程图表及其基本符号，并通过工艺流程图表法的运用实例，详细阐述如何通过工艺流程图表改进生产车间工艺流程。     

Effect of plate depth on the performance of a Zanker flow straightener

The Zanker flow straightener is one of the flow conditioning devices included in ISO 5167. It consists of a graded perforated plate followed by a section of rectangular honeycomb one pipe diameter in length. Zanker designed the plate to produce fully developed flow conditions and incorporated the honeycomb to remove swirl. The investigation reported here has focused on the performance of the Zanker device with particular reference to the depth of the perforated plate. It has been shown that the depth of the plate has an effect on the performance of the composite device in distorted flows. Also if the plate is sufficiently deep the requirement for the honeycomb section becomes redundant.     

Detection and measurement of the inverse axial flow by means of the flying hot wire technique

In the reviewed literature about swirling flows through ducts of circular cross section, there are contradictions regarding the detection and measurement of the inverse axial flow generated in the center of a swirling flow. The main motivation for this investigation was to determine the existence of the inverse flow and the feasibility of measuring it by the flying hot wire technique using unidimensional and bidimensional hot wires driven with an intermittent linear servomotor with a maximum velocity of 2 m/s and with a distance trip of 0.595 m. The inverse flow was detected with both sensors but it was not constant during the maximum speed trip. The maximum speed and the duration of the inverse flow was obtained with the unidimensional sensor up to a radial position of 3 cm, although the axial position in which the inverse flow is detected, it is not the same in every radial position. Therefore, it is not possible to make a radial distribution of the axial velocity using only one sensor. Finally, in the center of the swirling flow there is an intermittent inverse flow similar to the recirculating flow that is generated in the wake of a body in relative motion to the fluid mass.     

Acoustical properties of a long rectangular cavity of constant cross-section immersed in a thick boundary layer

An experimental investigation was undertaken to examine the effect of cavity length on flow oscillations produced by an open cavity placed within a subsonic turbulent boundary layer. A narrow rectangular cavity with a constant width to depth ratio, W/D, of 1 was placed within a thick fully developed turbulent boundary layer with a corresponding Re_θ=10.5×10³. Pressure time histories were acquired for six separate cavity lengths (or L/D values) using microphone type pressure transducers. The spectral character of these signals was analyzed in terms of their magnitude and frequency content. This study indicates that large changes in the fluctuating pressure level can occur as L/D is varied from 1.47 to 8.73. A state of acoustic resonance was only observed at L/D=1.47, while fluid-acoustic resonance occurred at L/D between 1.47 and 8.73. Relative SPL calculations indicate that energy within the cavity was increased by approximately 60% over this L/D range. It is also suggested that this increase was a result of vortical structure shedding and growth. In addition, the location of maximum unsteadiness was estimated to coincide with the location of vortical structure saturation.