一种电磁流量计权函数仿真求解方法

电磁流量计权函数的求解是电磁流量计研究领域的一个热点.基于对传统单对电极电磁流量计流量微分方程的求解结果,引入Sherlicff权函数,给出多对电极情况下,电磁流量计权函数的表达式.在COMSOL Multiphysics中建立电磁流量计仿真模型,采用有限元数学分析的方法,将管道测量横截面微元化划分,仿真求解出流速微元所在位置与每对电极相对应的权函数值,进而验证权函数理论求解结果与仿真求解结果具有一致性.     

基于新型正八边形励磁线圈的高精度电磁流量测量技术研究

受外界扰动和流速分布的影响,电磁流量计在进行流量测量过程中仍然存在测量精度不高的问题,改进电磁流量计励磁线圈结构是提高精度的重要手段之一.本文基于新型正八边形励磁线圈实现了电磁流量测量精度的提高,首先在研究权重函数优化原理的基础上,通过分析了正八边形线圈的磁场理论模型得出了基于均匀磁场理论的电磁流量计优化思路;其次,基于有限元分析软件建立了正八边形励磁线圈电磁流量计的仿真模型,确定了正八边形励磁线圈磁场分布最优的结构参数,并通过对比圆形和方形线圈同等条件下的权重函数分布,证明了正八边形线圈权重函数分布均匀性优势;最后搭建实验平台,进行磁场测试实验和流体测试实验进行验证.磁场测试结果表明,正八边形线圈电磁流量计磁感应强度在管道中心区域能够维持在2.063mT左右,总体磁感应强度波动范围在0.11mT以内,说明正八边形线圈磁场具有良好的均匀性;流体测试结果表明,当流量在0.743m/s-2.582m/s时,单点相对示值误差最大仅为0.950%,系统重复性误差在1.034%以下,经过优化后的系统提升了测量精度,对后续电磁流量测量计的励磁线圈设计具有指导意义.     

Φ273管道的电磁励磁仿真模型分析与实验方法

针对永磁磁路优化及仿真模型不准确的问题,提出了一种以直流电磁铁为励磁源的仿真模型,分析在不同磁路特征下直流电磁励磁的磁化效果.利用COMSOL有限元分析软件建立Φ273管道电磁励磁模型,对管道缺陷特性进行分析.搭建Φ273管道漏磁内检测永磁励磁实验平台.结果表明:直流电磁铁与永磁体作为励磁源具有相同的磁场特性,电磁励磁仿真模型可以准确描述永磁磁路,为永磁磁路的优化设计及直流电磁励磁在管道缺陷检测的工程应用提供理论依据.     

基于遗传算法的电磁流量计励磁频率优化

分析了励磁频率与测量干扰噪声及被测流体流速之间的关系，指出励磁频率的合理设置能够降低测量误差。为获得当前拾取流量点的最佳励磁频率，提出了结合个体选择新策略的遗传算法，在实流标定时，采用该算法完成电磁流量计在整个流量区间的励磁频率优化。仿真结果和实际检测数据表明，该方法有效地提高了仪表的测量精度。     

一种改进发电机动态稳定的方法

快速励磁系统在提高电力系统暂态稳定性的同时,会加剧电力系统的低频振荡。本文采用发电机转子等效电势建立发电机与无穷大系统的戴维南等效电路,建立发电机的电磁输出功率表示式,分析励磁调节对发电机电磁功率的影响,并采用固定励磁和自动励磁两种励磁方法进行动态仿真对比。结果表明:在发电机动态振荡过程中,励磁电流按照电压偏差调节,加剧了发电机与系统之间的功角振荡并延长了持续时间;过低的励磁输出造成发电机输出电磁功率减小,在一定程度上影响了发电机的动态稳定性;发电机端电压过电压时,采取限制低励磁的控制对发电机励磁输出电压进行限制控制,经发电机动态仿真计算与自动励磁动态仿真对比,可知在一定程度上可明显改善发电机的动态稳定性,具有较好的实用性。     

应用于电磁测量系统的正弦天线设计

设计并实现了一种应用于电磁测量系统的正弦天线。应用微带指数渐变巴伦结构对天线进行馈电,采用圆锥形平台反射腔实现天线的单向辐射,使用3 dB电桥实现天线的双圆极化性能,利用电磁仿真软件Ansoft HFSS进行仿真及优化。使用Ansoft HFSS软件和矢量网络分析仪E5071C分别对天线模型和实物进行仿真及测试,仿真结果显示,正弦天线在1.0～2.6 GHz频段内电压驻波比小于2,法向增益7.8～8.2 dBic,相比于平面阿基米德螺旋天线和平面等角螺旋天线,实现了双圆极化性能。实测结果表明,所设计的天线在1.0～2.6 GHz内电压驻波比小于2,利用微波暗室进行方向图测试,法向增益7.4～8.0 dBic,测试结果与仿真结果相符合。设计的天线能够应用于电磁测量系统。     

双频智能电磁流量计的研究

简述电磁流量计的发展历史和目前国内外现状,针对国内目前测量泥浆、纸浆等液固两相导电性流体和低导电率流体流量存在泥浆干扰和流动噪声等实际问题,尝试采用双频矩形波励磁以提高电磁流量传感器的信噪比,并利用单片机硬软件技术实现其智能化功能。着重介绍此种新型电磁流量计的工作原理、特点、硬软件组成。     

转速转矩双闭环无刷直流电机滑模调速系统

针对传统无刷直流电机调速系统抗负载扰动能力不强,本文采用反电势观测器和滑模控制,对无刷直流电机的转速转矩双闭环系统进行了研究。转速环采用比例积分(PI)控制器,转矩环采用滑模变结构控制器和反电势观测器相结合的控制方法,通过对反电势的观测来计算系统的电磁转矩,并利用Lyapunov稳定判据分析了系统稳定性,同时为验证该方法对BLDCM调速系统的控制性能,在Matlab/Simulink环境下对BLDCM调速系统进行了仿真实验。仿真结果表明,转速转矩双闭环调速系统比传统的PI调速系统的控制效果更好,而且在系统存在负载时,转速转矩双闭环系统比传统的PI调速系统具有更好的抗干扰性,在负载撤销之后能更快达到稳态。该研究为无刷直流电机调速系统提供了新的控制方案。     

结构参数对先导式纯水溢流阀性能的影响

应用流场数值模拟技术，在不同结构参数、压力、流量等条件下，对先导式纯水溢流阀主阀流道
内的流场流态进行动态仿真.分析了结构参数对流场流态及压力 流量特性的影响，在此基础上确定了影
响阀静态特性的主要结构参数.结合仿真结果，对结构参数进行优化设计，并对先导式纯水溢流阀静动态
特性进行实验研究.结果表明：所研制的先导式纯水溢流阀滞徊小于3％，定压精度大于88％，压力上升
时间小于0.075 s，压力超调量低于14％.利用流场仿真技术对溢流阀进行优化设计，不仅能够提高溢流
阀的静态性能，同时还能够改善其动态响应特性.     

外置轴向式分层注水超声流量计的设计与实现

针对油田井下注水流量传统测量方法存在的各种问题,设计了一种高精度外置式轴向超声波流量计,适用于高温、高压、小流量、小管径条件下的分层注水流量的精确测量。基于时差法测量原理,采用轴向结构增加了声程,采用高精度时间测量芯片TDC-GP22提高了时间测量精度,通过温度补偿模型、流场修正模型进一步提高了其测量精度。仿真和试验结果表明,在0~250m³/d流量下,测量精度可达1.5%,满足油田井下分层注水技术要求,为油田井下实现精细分层注水和自动监测调控提供了基础数据。