微尺度射流流量计的设计与仿真研究

MEMS流量控制系统中,需要微型化的流量传感器,设计了一种反馈流驱动的微尺度射流流量计.采用数值模拟的方法对微尺度射流流量计进行研究,CFD软件的仿真结果表明:在较宽入口速度范围内该微尺度射流流量计起振快,振荡稳定,切换灵敏,斯特劳哈尔数基本恒定,并且流速测量下限可以达到0.075 m/s,在一定程度上为射流流量计的微...     

微小尺度射流流量传感器的设计与仿真分析

在许多新型传感器和微系统中均存在微量流体自动、精确地驱动和控制问题,而这有赖于微小尺度下对流量的精确测量。基于射流振荡原理设计了一种新型的无反馈通道微小尺度流量传感器,采用计算流体动力学(CFD)方法对该流量传感器的测量特性进行了仿真研究。通过观测振荡腔内部流场,分析了振荡器内部流动形态和射流振荡过程。通过对监测点压力变化曲线的分析,获得了不同入口速度下流体振荡频率,建立了流体流速与振荡频率的函数关系。研究结果表明,该微小尺度射流振荡器振荡平稳,主射流切换灵活,在较宽的流速范围内,流速与振荡频率具有线性关系,具有0.3%的较低的相对压力损失并可达到较小的测量下限,易于加工成型。     

电容式涡街流量计的建模与仿真

涡街流量计作为一种新型流量计发展迅速,但其依据的理论基础是基于开放的均匀流场,与流量计的实际使用条件不一样.因对于涡街流量计还需要开展一些基础研究,为设计和开发涡街流量计提供理论依据和设计准则,要以电容式涡街流量计,对其进行了建模与仿真分析,并在仿真分析的基础上提出了如何改善涡街流量计的设计以拓宽其在低速气体流量测量上的应用.     

浅析涡街流量计旋涡发生体形状对稳定测量的影响

测量流体流量的仪表统称为流量计或流量表,流量计是工业测量中重要的仪表之一。随着工业生产的发展,对流量测量的准确度和范围的要求越来越高,流量测量技术日新月异。为了适应各种用途,各种类型的流量计相继问世,目前已投入使用的流量计已超过100种。流体振荡式流量计是利用流体在特定流道条件下流动时将产生振荡,且振荡的频率与流速成比例这一原理设计的,目前典型的产品有涡街流量计、旋进旋涡流量计。     

具有异径测量管的低功耗电磁流量计研究

为了实现电磁流量计的低功耗设计,提出一种具有异径测量管道的电磁流量传感器设计方案。基于FLUENT软件对异径测量管道内部流场进行了仿真分析,证明了该新型电磁流量传感器的励磁效率和输出灵敏度相比于传统设计有显著提高。根据所提出的设计方案研制了电磁流量计原型样机,实验结果表明样机测量精度在全量程范围内优于±0.5%,采用高能锂电池组供电可连续工作三年以上,验证了本文所提设计方案的可行性。     

涡街流量传感器信号处理方法研究

设计一种基于变增益运算放大器和DSP数字信号处理单元的新型涡街流量计信号处理电路.利用DSP上集成的模拟数字转换电路(A/D)实时检测涡街流量计传感器输出信号的幅度和频率,采用数字模拟转换电路(D/A)对变增益运放进行控制,控制传感器输出信号幅度的相对稳定.针对涡街流量计输出信号的频率特性,设计基于DSP的FIR滤波算法,实现输出信号噪声的初步抑制,削弱原始信号中强噪声干扰.滤波后信号由DSP进行频率信息的精确计算以及流量的解算.实验结果表明,变增益运算放大电路有效解决了涡街流量计传感器输出信号幅度变化范围大而造成的放大电路复杂,分段放大信号幅度不连续等问题;采用DSP进行数字滤波及频率计算,实现了信号中噪声的抑制以及高精度流量解算.     

流体振荡与管道振动对涡街流量频率测量的影响与自适应频率测量方法

一、前言涡街流量计是一种新型流量测量仪表,在国内外发展极快,生产与应用量与日俱增。流体的体积流量与频率的基本关系为:在R_e=5×10~3～1.5×10~5范围内,S_t为一常数。因此涡街频率f与流体流速v成正比,与流体的物理特性无关;而且其流量比大,一般为10:1,可大到100:1。这就是它受到世人重视和发展极快的原因。通常情况下,涡街频率变送器的输出为正弦波信号,在实际使用中并非如此。它不止受流体紊流状态下速度脉动的影响,而且流体振荡及工     

“流量测量技术与仪表选用”讲座：第十八讲 涡街流量计（一）

一、概述涡街流量计是在流体中安放一根非流线型旋涡发生体,流体在发生体两侧交替地分离释放出两串规则的交错排列的旋涡,在一定的流量范围内旋涡分离频率正比于管道内的平均流速(流量),通过采用各种形式的检测元件测出旋涡频率以测出流体的流量.涡街流量计依据流体力学振动现象中振动频率与     

基于Fluent的新型微流量热分布式质量流量计的仿真分析及实验研究

提出了一种新型微流量热分布式质量流量计的管道结构,基于Fluent技术建立管道结构仿真模型,在不同流速下对其温度场进行仿真,得出不同流速下的热量分布.通过MATLab软件画出温差与质量流量的关系图.根据热分布式质量流量计的原理建立流量测量的实验平台.通过实验测量,对比实验结果与仿真结果的数据,确定其在低流速条件下的测量范围,最终达到对传统热分布式质量流量计的应用拓展.     

差分式层流流量传感技术研究

层流流量计非常适合于纯净气体微小流量测量,但是常规层流流量测量方法为了保证较好的流量－差压线性关系,其毛细管需要很长,导致层流流量计存在压损大的问题,提出一种差分式层流流量传感技术,该技术中层流流量传感器包括两段长度不同的毛细管组。工作时,分别测量两段毛细管组两端的差压,并取两个差压之差,即差压差分值,用于流量计算。通过差压差分,毛细管进出口局部损失和层流起始段流动损失等非线性压降被抵消掉,差压差分值与流量之间具有理想的线性关系,介绍了差分式层流流量传感技术原理,分析了传感元件中沿流道的压降特性,设计了模型传感器并进行了实验测试。实验结果表明,在(0.016~ 2.500)m3/h的流量测试范围内,差分式层流流量传感器流量测量误差在±１％以内,证明了这一新型层流流量传感方法的正确性。?     

差压式涡街质量流量计信号处理系统的研制

差压式涡街质量流量计是一种新型的质量流量测量装置,通过测量旋涡发生体上下游管壁处的差压,同时获取涡街频率信号和压力损失信号.为了将差压中这两路信号分离并准确测量其值,研制了采用程控放大、自适应滤波技术及FFT算法的信号处理系统.实验结果表明,该信号处理系统能够准确地从差压式涡街质量流量计输出信号中测得管内流体的质量流量值,同时改善了装置的抗干扰能力和通用性,提高了涡街频率测量的准确度,并且具有结构简单、成本低、适用性广等优点.     

A fluidic flowmeter

The flowmeter described here consists of a bistable fluid amplifier which is made to oscillate by interconnecting the two control ports. For suitably designed flowmeters and at Mach numbers less than 0·2, the oscillation is independent of compressibility and the frequency is uniquely related to volume flowrate. A simple transducer can be used to transmit a frequency modulated indication of the flow rate so the accuracy of metering depends only on the fluid mechanics of the flowmeter. The operation of the flowmeter is explained with particular emphasis on the dimensionless characterization of periodic flows as derived from the Navier-Stokes Equations. Dimensionless constraints on the operating range and the design of such flowmeters are derived from the known properties of fluid amplifiers and fluid transmission lines. Within certain limits, frequency is proportional to flow rate and this greatly simplifies signal processing. It is primarily intended that the flowmeter would form the basis of an on-line control system transmitting signals to a central computer; in this context linearity is not essential. Experimental data for three prototype flowmeters shows that the basic requirements of a useful instrument can be met.     

Harmonic analysis-based diagnostics of noflow pulsation in vortex and swirl flowmeter

The vortex/swirl flowmeters are meant to measure the flowrate based on the measurement of the flow frequency. Due to the frequency-dependent computation of the flowrate, noflow pulsation causes a false positive, i.e., it indicates certain amount of flowrate when actually there is no flow. This happens when for example, the valves of the flow pipe are closed causing no flow, but some pumps are working against the closed valves to cause some pulsating pressure waves within the closed valves. The flowmeter mistakenly recognizes this as a flow and picks up the wrong frequency. This paper focuses on the diagnostic function of this particular noflow pulsation problem. Experiments, diagnostic algorithm and application results utilizing the presence of harmonics are reported in this paper.     

一种新型的光纤光栅涡街流量传感器

采用电子滤波技术、涡街流量传感技术提出了一种不受温度影响的光纤光栅流量测量系统.通过利用光纤光栅作为敏感元件,解决了传统电流量计的本征安全问题.对涡街流量传感信号的特点进行了理论分析,并采用相应的电子滤波技术,从而避免了光纤光栅传感的温度交叉敏感问题.实验验证该传感器的量程达到25 L/min,精度为±0.5%F.S.理论分析和实验结果表明,该传感系统具有温度不敏感、本征安全、量程大和精度高等优点.     

一种具有环境温度补偿功能的新型热线式空气质量流量计

针对传统型热线式空气质量流量计的测量原理,分析和推导出当环境温度变化时对流量测量结果产生偏移的原因;提出了一种环境温度的补偿方法和具体的实现电路;并对经环境温度补偿后的一种新型热线式空气质量流量计的理论输出和实际输出进行了计算与比较.理论计算和试验的结果表明,经环境温度补偿后,这种新型热线式空气质量流量计在大范围环境温度变化下仍具有较高的测量精度.     

数字滤波涡街流量计的设计与应用

针对目前流量测量仪表中普通涡街流量计在低流速和振动环境下性能的不足,研制出一款数字滤波智能型涡街流量计,它基于MSP430单片机和DSP的双核处理平台,采用双通道处理方式,将频谱分析功能和计频功能有机地结合,有效地解决了上述问题。具有抗震性好、量程宽、性能稳定等优点。     

叶片共振频率测试方法的误差分析

辅助动力装置负载压气机叶轮叶片的共振频率是维修叶轮过程中需要控制的一项指标。由于叶片振动持续时间很短 ,且振动频率在音频范围之内分布较广 ,通过分析比较直接测频法 ,测周期法和变闸门测频法后 ,在设计以单片机为核心的测频仪时采用了变闸门测频法 ,该方法具有精度高、速度快的优点。     

基于LS-SVM的多传感器气体质量流量测量

针对流量测量中流速分布不规则对气体流量测量精度的影响,提出了一种多传感器气体质量流量测量新方法。该方法基于均速管测量原理,在测量管道中按照对数线性法分布了4个热式气体流量传感器,采集不同特征位置的流量。通过流量标定实验,获得不同质量流量下测量管道内4个传感器的电压。然后利用GA和LS-SVM算法,将传感器电压和气体的质量流量作为训练集,建立了气体流量模型。实际测量中由4个传感器的电压计算出气体的质量流量。不规则流场的流量实验结果表明该方法是有效的。