基于MSP430系列单片机热量表的设计

介绍了热量表的技术要求及控制核心,对以MSP430系列单片机作为控制核心的热量表的硬件结构及主程序进行了研究。     

腰轮流量表计量过程中窜流现象研究

对某计量偏差问题进行探讨,提出腰轮流量表计量过程中天然气窜流现象。分析天然气在腰轮流量表内反向流动产生的原因、判断方法以及预防措施,提出了腰轮流量表设计和安装的建议。     

基于气体超声波流量计的间歇激励和信号处理

为了提高气体超声波流量计系统的响应速度,提出一种新的基于相邻峰值最大差值的气体超声流量计信号处理方法。为了进一步提高该信号处理方法的测量精度,又提出一种新的间歇式激励方法。采用间歇式激励方法能得到相邻峰值差值较大的回波信号,并且在不同流量下,相邻峰值最大差值的相对位置始终保持不变。在实际测量中,通过回波信号中相邻峰值最大差值的位置,确定回波信号的到达时刻,进而计算出超声波传播时间,得到气体流量。将间歇式激励方法和基于相邻峰值最大差值的信号处理方法在硬件系统上进行实时实现,并进行标定实验,结果验证了激励方法配合信号处理方法的高效性。     

流型频繁切换下科氏质量流量计驱动特性研究

在科氏质量流量计测量过程中,流量管振动幅值的控制很重要。当单相流与气液两相流频繁切换的情况发生时,使用当前的控制方法流量管会出现振动幅值大幅衰减和超调的问题。为此,设计了一套实验方案,进行实验,分析了出现该问题的原因。针对该问题,提出变驱动周期的方法和变积分限幅值的方法,在所研制的数字式科氏质量流量变送器上实时实现,并进行实验验证。实验结果表明,变驱动周期的方法有效地降低了单相流切换到气液两相流时流量管振动幅值衰减的程度,变积分限幅值的方法很好地解决了气液两相流切换到单相流时流量管振动幅值大幅超调的问题。     

基于回波峰值拟合的气体超声流量计信号处理

针对从气体超声波流量计回波信号中难以确定到达时刻,而仪表又要求具有较高实时性的问题,提出一种基于回波上升段峰值拟合的气体超声流量计信号处理方法,以及拟合峰值范围的确定方法。首先根据拟合峰值范围,在回波信号的上升阶段,选取若干个峰值点,对各峰值点进行最小二乘拟合,得到特征直线,将该直线与X轴的交点作为特征点,确定回波信号的到达时刻,进而计算出超声波传播时间,得到气体流量。研制实现基于回波上升段峰值拟合的气体超声流量计,进行标定实验,以验证方法和仪表的有效性。     

涡街流量计的研究

涡街流量计是目前发展势头十分良好的流量计,在管道流量测量中得到广泛应用,并已跻身通用流量计之列.但涡街流量计尚属发展中流量计,其理论基础和实践经验较薄弱,在使用中,还会出现一些预想不到的问题.为解决这些问题,国内外科研工作者进行了大量的研究工作,并取得了一定进展.从涡街流量计中旋涡分离、涡街发生体形状、涡街信号检测方法及涡街信号分析和处理几方面对国内外研究现状进行了综述,指出研究中存在的难点及今后的研究方向,并提出一种利用涡街原理的新质量流量测量方法.     

具有压差反馈与控制功能的齿轮流量计研究

针对传统齿轮流量计由于压差导致的泄漏及磨损问题,设计一套零压差、高精度的齿轮流量计流量测量系统。基于LVDT信号处理芯片AD698以及STM32F407VGT6型微控制器,完成LVDT信号处理、电源转换、电机驱动、通信接口等硬件电路设计,基于数字PID,开发电机转速跟随流量流速的控制算法及流量测量软件,搭建实现零压差测量的高精度流量测量平台。结果表明：具有压差反馈与控制功能的测量系统能有效调节进出口之间的压差,实现零压差测量,降低了流量计的内部泄漏,具有较高的测量精度。相对误差保持在0.5%以内,能够满足高精度流量测量要求。     

在PET生产装置的DCS中对椭圆齿轮流量计控制和记录

论述了利用横河公司的CS3000系统和现有在线椭圆齿轮流量计实现在控制室定量补充EG的控制及记录。以前流量计只能现场控制,无法实时监控、记录,且故障时无法查询历史记录,给故障判断带来很大的不便。通过这种方法可以解决上述问题。     

气相介入对伞集流涡轮流量计及阻抗含水率计响应影响

针对油气水三相流条件下产液剖面测井问题,在大庆油田多相流模拟实验装置上进行三相流条件下阻抗式含水率计的响应规律实验,考察气相介入对伞集流涡轮流量计及阻抗式含水率计流量和含水率测量的影响,得到油气水三相流情况下涡流流量计及阻抗含水率传感器的响应特性。实验结果表明,气相介入对伞集流涡轮流量计及阻抗含水率计测量液相流量和含水率有较大影响,使流量测量值偏高,含水率测量值偏低;液相流量越低,二者测量值误差越大。给出了2口井现场测井实例,为现场测井工程师在生产测井中产气井的测试提供借鉴。为进一步提高油气水三相流条件下的产出剖面测井质量提出了建议。     

Experimental investigation of gas-liquid flow in a vertical venturi installed downstream of a horizontal blind tee flow conditioner and the flow regime transition

A venturi device is commonly used as an integral part of a multiphase flowmeter (MPFM) in real-time oil-gas production monitoring. Partial flow mixing is required by installing the venturi device vertically downstream of a blind tee pipework that conditions the incoming horizontal gas-liquid flow (for an accurate determination of individual phase fraction and flow rate). To study the flow-mixing effect of the blind tee, high-speed video flow visualization of gas-liquid flows has been performed at blind tee and venturi sections by using a purpose-built transparent test rig over a wide range of superficial liquid velocities (0.3–2.4 m/s) and gas volume fractions (10–95%). There is little ‘homogenization’ effect of the blind tee on the incoming intermittent horizontal flow regimes across the tested flow conditions, with the flow remaining intermittent but becoming more axis-symmetric and predictable in the venturi measurement section. A horizontal (blind tee) to vertical (venturi) flow-pattern transition map is proposed based on gas and liquid mass fluxes (weighted by the Baker parameters). Flow patterns can be identified from the mean and variance of a fast electrical capacitance holdup measured at the venturi throat.