音速喷嘴气体流量标准装置的误差分析

由于音速文丘利喷嘴具有结构简单、体积小、性能稳定、重复性好、精度高等优点 ,被作为气体流量传递标准 ,在国内外得到广泛的应用。下面主要以常压法为例分析其工作原理和误差来源。1　音速文丘利喷嘴气体标准装置的工作原理常压法音速文丘利喷嘴气体标准装置如图 1所示。用 8只不同规格的标准喷嘴并联 ,有 3种管径法兰连接被校仪表 ,通过电磁阀根据流量大小选定不同的喷嘴组合 ,可产生 2 5 5种不同流量。图 1　音速文丘利喷嘴气体标准装置工作过程 :打开压缩机和真空泵 ,操作者输入所需参数 ,计算机根据设定流量大小自动打开相应的喷嘴开…     

多用途pVTt气体流量装置控制系统的设计实现

针对p VTt法气体流量标准装置检定工作存在的效率问题,目前尚无能够满足不同流量范围音速喷嘴的检定装置。为此,设计了一套p VTt气体流量装置,并将正压法和负压法运用在这套装置中。采用西门子的PLC300作为系统的下位机,负责控制阀门与泵,并读取压力温度变送器的信号;采用Lab VIEW作为上位机监测系统,并生成数据报告。该套p VTt气体流量装置大大提高了原级气体仪表标定工作的效率,满足了不同流量范围音速喷嘴的检定工作要求,为气体流量装置研究提供了新的方向。     

一种旋进漩涡质量流量计设计

为了提高质量流量的测量精度,设计了一种差压式旋进漩涡质量流量计,重点分析了整体设计框图、信号处理表头硬件设计和信号处理表头软件设计上的质量流量的计算算法,并在音速喷嘴法气体流量标准装置上测试,测试结果证明该流量计精度等级达到了1.5级。     

音速喷嘴气体流量标准装置在线校准

为研究气体流量装置的量值溯源、解决目前校准方法存在的缺点,提出一种通过直接测量已知标准气体体积的在线校准新方法.以高准确度的活塞标准装置作为误差为0的标准表,采用音速喷嘴标准装置测试其误差,实现在线校准.通过构建虚拟表,以两套标准装置同步采样计量,测得流经该虚拟表的实际气体体积并进行比较,以达到校准目的.重点介绍了移动...     

一种新型宽量程气体流量标准装置的研制

针对目前气体流量标准装置测量范围度较小和喷嘴组无密封性检漏措施等问题,研制了一套基于音速喷嘴的宽量程度负压法高准确度气体流量标准装置。该装置通过选取高准确度小流量临界流文丘里喷嘴,提高影响参量(如温度、压力)的测量准确度。采用独特的气环泵及多级离心风机真空发生设备,同时借助检漏技术及Profibus现场总线技术等措施,实现了装置的高性能。验证结果表明,该标准装置测量范围度大、扩展不确定度低、被检仪表口径范围广,具有广阔的应用前景。     

低压气体流量标定技术研究

热式质量流量传感器用于测量35～41 kPa(绝压)的气体流量,需在该工况下对其进行标定.采用文丘里喷嘴作为标准器,在被测流量传感器处构建调压系统,调节压力可至40±0.1 kPa(绝压),建立低压气体流量标准装置,通过比较流量传感器输出值与文丘里喷嘴标准流量,标定流量传感器.对常压下校准的喷嘴在35～41kPa(绝压)条件下是可以作为标准器进行了分析,试验证明:装置的稳定性为0.6%,重复性为0.13%,临界背压比为0.5,低压气体流量标定方法科学可行.     

烟气CEMS稀释法取样中音速喷嘴研究

稀释抽取式连续排放监测系统(CEMS)中,核心部件之一的音速喷嘴主要依赖进口。为提高国产音速喷嘴水平,对音速喷嘴的运行原理进行研究。采用基于准一维等熵定常流动的计算模型进行了模拟计算,并设计相应的试验,同时验证了该计算模型的准确性。根据该计算模型,计算、分析了喷嘴内(温度、压力、马赫数等)参数的变化规律、出口管径对流量的影响规律、出口压力对流量稳定性的影响规律。最后,给出喷嘴内部管径的形式、出口管径和出口压力设计范围的建议。该计算模型能够有效模拟音速喷嘴在气体动力学方面的运行效果,对音速喷嘴的设计或性能优化设计具有一定价值,也有助于提高国产稀释抽取式CEMS的准确性。     

高压下音速喷嘴流量系数的修正

目前,国内使用的音速喷嘴是由上海工业自动化仪表研究所研制的,它是在常温、常压下以空气为介质标定的。因此当喷嘴使用在常温和压力不超过5kgf/cm~2情况下,按照喷嘴出厂证明书上的流量系数计算流量是能保证原精确度要求的。然而当喷嘴使用在较高压力下,或者较高的温度时,将会产生一定的误差。这是国为气体的绝热指数γ是随着压力和温度的变化而改变的。γ的变化将引起喷嘴流量系数 K 的变化,这个变化的大小往往是不可忽略的。     

基于陶瓷基体铂薄膜电阻热式气体质量流量计设计

提出了一种基于陶瓷基体铂薄膜电阻热式气体质量流量计的设计方法,分析了热式气体流量计的原理,制作了陶瓷铂电阻流量敏感元件,为降低加热功耗,提出了通孔方案.设计了恒温差控制电路和MSP430单片机处理电路,并制作出了实际样机.采用音速喷嘴标定装置对样机进行了标定和测试,该流量计的测量范围500~1 500 kg/h,精度±0. 5%,响应时间2 s,能够满足大工业气体管道流量的测量要求,具有广阔的应用前景.     

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。     

瞬时流量法检测电子式燃气表计量性能

电子式燃气表通过传感器在采样周期测得瞬时流量,与采样周期相乘积得到累积流量。将各个采样周期内的数值累计,得到测试时间内的累积流量。按目前累积流量法测试误差,需要通过固定的脉冲当量计量累积流量,存在所采集累积值与实际值不一致、测试时间较长、标准装置累积值计算不够准确等问题。基于音速喷嘴气体流量标准装置和电子式燃气表输出瞬时流量的特点,标准装置通过光电头按照近红外通信协议与燃气表实现信息交互,实现瞬时流量法测试误差,有效解决了上述问题。描述瞬时流量法测试的方法原理,通过用0.5级音速喷嘴标准装置按两种方法测试G1.6规格超声波燃气表qmax、0.2qmax、qmin三个流量点误差各6次,两种方法测试误差的差异小于0.2MPE,瞬时流量法测试6次的标准偏差在0.12%以内,验证该测试方法的准确性;检测时间由30 min缩短为5 min,提升效率80%左右。该瞬时流量法值得推广使用,满足快速、准确、高效测试要求。     

粉状炸药生产线专家PID流量控制

粉状炸药连续生产工艺中,需控制油相流量跟随硝酸铵的流量变化以达到产品的质量要求。采用专家控制与PID控制相结合的控制策略来控制流量,具有反应速度快、稳定性好和控制精度高的特点,并且对于输送过程操作参数的变化具有较强的适应性,实现了流量的在线自动控制。现场运行结果表明了专家PID控制方法的可行性。     

提高蒸汽流量测量精度的全补偿模块

文中采用MC80C196微处理器构成的过热蒸汽流量测量系统，实现了对过热蒸汽流量测量中的密度、流量系数、流束膨胀系数、孔径比进行在线实时校正和补偿，用软件替代以往的一些硬件设置，这样既降低测量设备的成本，减小体积，又提高了可靠性和测量精确度。     

磁悬浮宽量程涡轮流量传感器的研究􀀂

介绍了应用磁悬浮轴承研制的涡轮流量传感器，测量管道中的液体和气体流量的方法。较为详细的描述了在设计工况下，磁悬浮涡轮的工作状态。揭示了磁悬浮轴承与普通涡轮中使用的轴承之间的区别和特点。结果表明采用这种磁悬浮涡轮对测量介质进行测量时，始动流量大大下降，而测量大流量的限度可以提高，测量范围得以拓宽。     

基于有限元模拟的薄膜热流计结构设计及优化

精确的热流测量对航空航天领域发动机设计及使用过程至关重要.薄膜热流计以其体积小、热容量小、干扰小、不破坏部件表面气流等显著优势,成为发动机热端部件表面热流测量的新方法.针对传统工程经验设计薄膜热流计精确度不高且迭代耗时长的缺点,基于有限元仿真模拟方法,建立了一种薄膜热流计有限元分析模型,综合分析了热流密度、热阻层厚度、热电堆厚度等因素对热流计冷热结点温度梯度的影响,提出薄膜热流计优化思路.分析结果表明,优化后的薄膜热流计具有更出色的热学性能与电学性能.     

基于TDC-GP22的超声波渡越时间测量方法研究

介绍了采用TDC-GP22用于超声波气体流量计信号接收和渡越时间(TOF)检测的实现方法。针对超声波信号接收电路,设计了带通滤波放大电路进行噪声抑制和放大处理,采用高速模数转换器(ADC)和数字电位器设计了增益控制电路,实现了对超声波接收信号的自动增益控制(AGC);针对超声波渡越时间检测,设计了阈值比较电路和高精度TDC-GP22时间检测电路。利用噪声阈值门限对TDC-GP22进行动态使能,避免了噪声引起的误检测。在音速喷嘴气体流量标准装置上进行了流量标定试验,试验结果证明了本测量系统具有良好的测量精度和测量稳定性。     

基于激光干涉技术的大尺寸绝对测量方法的研究

大型工件在制造过程中,面临着各式各样的检测任务,大尺寸测量技术成为现代测试技术的一个越来越重要的分支,为提高大尺寸工件静态几何量的检测精度,将激光干涉仪与传统测长机相结合,提出两种基于激光干涉技术的大尺寸高精度的绝对测量方法.通过对两种测量方法的不确定度理论分析和实验比对,验证方法的准确度和可行性.一方面激光干涉仪传统的动态测量转换为高精度的静态量检测,拓展了激光干涉仪的应用领域,同时弥补了测长机在绝对测量能力方面的不足,提高了测长机的测量精度和检测效率.     

孔板浮子流量计原理分析与实验

浮子流量计具有结构简单、工作可靠、压力损失小、可测低流速介质等优点,广泛应用于流量测量。但经典的锥管浮子流量计的测量精度受锥管加工精度影响较大,所以锥管的加工费用较高。首先对孔板浮子流量计的流量计算公式进行了推导,并和经典锥管浮子流量计流量计算公式进行了比较,发现两者在形式上具有类似性,但还是有区别的。并给出了孔板浮子流量计的实验数据,证实理论分析是正确的。孔板浮子流量计的结构形式是可行的。