异径管电磁流量传感器励磁系统研究

为优化具有异径测量管的电磁流量传感器的设计方案,对传感器励磁线圈匝数和采样电极的形状尺寸与传感器特性的关系进行了实验研究。根据实验结果给出了异径管电磁流量传感器励磁部分设计的一般性指导原则。设计制作了电池供电的电磁流量计原型样机并对样机进行了测试.测试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。     

电磁流量转换器的设计

电磁流量计是一种基于法拉第电磁感应定律的速度式流量测量仪表,作为流量测量的一种主要测量仪表,广泛应用于工业、农业、市政等领域用于流体计量。电磁流量转换器是电磁流量计的核心部件,决定电磁流量计的性能指标。针对电磁转换器捡拾信号弱小、噪声干扰大、信号易被噪声淹没等问题,设计了基于三值梯形励磁技术及信号处理的方法,设计了相应硬件电路,包括电源电路、信号提取、信号处理、滤波及励磁驱动电路,给出相应软件设计流程。通过对电磁转换器进行质量法实流检定,实验结果表明精度可达±0.2%,达到了设计要求。     

电磁流量计三值方波励磁信号的控制

电磁流量计是一种根据法拉第电磁感应定律来测量管内导电介质体积流量的感应式仪表。本文在分析电磁流量计的励磁信号种类和特点的基础上,选择了低频三值矩形方波作为电磁流量计的励磁信号,设计了电磁流量计的励磁线圈,并分析了线圈的物理和几何参数,在此基础上设计励磁系统硬件电路,包括电源、固态继电器、控制器Labjack的选型和控制方法等。最后设计了低频三值方波的控制程序,为电磁流量计提供了一种性能良好的励磁控制方案。     

基于电压电流微分的新型瞬态电磁流量变送器

为了降低电磁流量计的励磁功耗、减少发热、延长其使用寿命,采用瞬态励磁方案,研制了新型瞬态电磁流量变送器。通过研究励磁电流瞬态过程的信号模型,提出基于电压电流微分的瞬态测量方法,以消除时间对信号电压的影响,确定电压电流微分比值与流量之间的关系。以数字信号处理器(DSP)芯片为核心,研制新型瞬态电磁流量变送器的硬件系统,采集瞬态时的励磁电流和信号电压数据,以验证提出的处理方法;研制变送器软件,实时实现瞬态测量方法,进行水流量标定和功耗测试试验。水流量标定和功耗测试试验表明,基于瞬态测量原理的电磁流量变送器的测量准确度达到0. 5%,励磁功耗是普通电磁流量计的1/1 200,在满足测量精度的同时有效降低了励磁功耗。     

CPR1000核岛仪用压缩空气流量测量仪表换型研究及实践

CPR1000核电站(NPP)核岛仪用压缩空气流量测量值是安全壳泄漏率计算的重要输入。测量仪表(SAR001MD)初始选型为涡轮流量计。受涡轮流量计量程比限制,在核岛仪用压缩空气小流量的运行特点下,会出现测量值波动幅度大、频繁归零等现象。通过对流量测量领域应用广泛的差压式流量计、涡街流量计、超声波流量计、热式质量流量计的换型研究,综合比较仪表连接方式的匹配、量程比及精度、管道布置的改动量、温压补偿等多方面因素,最终恒温差热式质量流量计以其小流量测量精度高、量程比高、压损小、安装简单、无需温压补偿等显著优势而被确定为换型仪表。换型后的热式质量流量计大大简化了测量系统结构及仪表和管道布置,同时运行稳定、测量值波动幅度大幅减小、归零现象未再发生,有效保障了安全壳泄漏率监测的准确性和稳定性,为操作员对机组判断提供了良好保障,也为三代核电站的仪表选型提供了借鉴。     

双电极对插入式电磁流量计流量测量模型及实验研究

针对插入式电磁流量计安装角度引起的测量误差问题,提出了一种新的同一平面内双电极对布置模式的电磁流量计,建立了新的流量测量模型,在300mm大口径水流量标准装置上对所研制的双电极对插入式电磁流量计进行了特征系数标定和流量测量实验,同时进行了双电极对和单电极对电磁流量计测量误差对比实验。结果表明:双电极对流量计的测量示值误差不大于±1%,测量重复性不大于0.3%。相同安装角度条件下单电极对流量计的测量示值误差和重复性显著高于双电极对流量计的示值误差和重复性,通过理论分析、实验验证及比对测试可以看出,所开发的流量计及测量模型具有较好的理论及实用价值,能够减弱流量计安装角度影响,提升流量计测量的准确性。     

电磁流量计极间信号干扰的建模与分析

电磁流量计极间信号不仅包含流量信号,而且掺杂有各项干扰信号。流量信号和干扰信号都是由相对独立的信号源产生,所以它们之间以物理叠加的关系构成了电磁流量计极间信号。因此将上述信号构建数学模型,经解析:直流分量代表管内水流速度信号,即流量信号。交流分量呈现为干扰信号特征。采用信号分离手段,较容易得到流量信号并去除干扰信号。实验数据表明通过建模分析可以有效地去除电磁流量计极间干扰信号,此方法设计的电磁流量计误差范围比传统的正弦波励磁电磁流量计误差范围小±0.05%。     

如何使涡轮流量计测量高温介质的流量

国外在如何解决涡轮流量计测量较高温度介质流量方面做了不少工怍,使被测量介质上限温度不断提高,最高可达400℃。但是,国内目前的涡轮流量计只能用于100℃以下的介质流量测量(实际使用时在80℃左右)。随着化工及其它工业生产的发展,对流量测量也提出了更高的要求,即要求测量精度高,又希望适用范围广。为了解决涡轮流量计测量较高温度介质的流量问题,我们做了一些试验工作,对目前仪表厂生产的LW型涡轮流量计(见图1)进行了一些改进,     

The Modeling of Electromagnetic Flow Meter's Original Signals

电磁流量计极间信号不仅包含流量信号,而且掺杂有各项干扰信号.流量信号和干扰信号都是由相对独立的信号源产生,所以它们之间以物理叠加的关系构成了电磁流量计极间信号.因此将上述信号构建数学模型,经解析:直流分量代表管内水流速度信号,即流量信号.交流分量呈现为干扰信号特征.采用信号分离手段,较容易得到流量信号并去除干扰信号.实验数据表明通过建模分析可以有效地去除电磁流量计极间干扰信号,此方法设计的电磁流量计误差范围比传统的正弦波励磁电磁流量计误差范围小±0.05％.     

一种用于多电极电磁流量计的速度重构设计

电磁流量计在工农业及民生领域的流量计量中应用广泛,而电磁流量计的准确度主要依靠自身的测量精度而不易受介质影响.使用8电极电磁流量计,旨在从流量计的多电极电势差角度出发提高精度.基于电磁感应原理与权函数理论,提出一种改进的截面划分方法,通过COMSOL Multiphysics进行仿真,得出电极间的电势差.使用吉洪诺夫正...     

双圈同轴式光纤涡轮流量计的智能化设计

为了克服现有电磁式涡轮流量计的量程小,易受电磁干扰的缺点,本文设计了一种双圈同轴式光纤的涡轮流量智能检测系统。该测试系统由三大模块组成,双圈同轴式的光纤传感器作为信号拾取工具,硬件电路对信号进行预处理,TMS320F2812 DSP对信号进一步软件处理。经过实验验证,该测试系统在5-300Hz的测量范围内,测量误差小于0.5%。因此,该测试系统具有较高的测量精度和可靠性,这为光纤涡轮流量计的样机制作提供了重要依据。     

基于区域权函数理论的多电极电磁流量计电极设计

基于Shercliff权函数提出区域权函数概念,设计多电极电磁流量计,通过测量管道截面不同位置的弦端电压,计算各区域的轴向平均速度,实现速度分布与体积流量的测量。着重研究了流量计电极设计,选取不锈钢平头方案的多电极电磁流量计,对于阀门下游的非轴对称单相流体积流量测量精度高于±1.0%,倾斜管固—液两相流实验证明:该设计对于两相流非轴对称的速度分布测量具备可靠性。     

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。     

抗干扰技术在智能电磁流量计中的应用

讨论了低频励磁环境下，电磁流量计中噪声产生的物理机理和存在形式，分析了噪声对流量测量的影响。针对以MSP430单片机和模数转换器AD7714为主要硬件的智能电磁流量计，综合应用了软件和硬件抗干扰技术，有效增强了测量的精确性。同时引入微处理器抗干扰技术，进一步提高了电磁流量计运行的稳定性，并拓展了电磁流量计的应用范围，开拓了更广阔的市场。     

浆液型电磁流量计在水煤浆测量中的关键问题研究和应用

电磁流量计在水煤浆这类固液两相流的测量中应用广泛。但是,煤浆泵的脉动流量、泵出口压力、煤浆颗粒、传感器极化电压都会导致电磁流量计的测量结果产生波动,增加测量结果的不确定性。本文从影响水煤浆测量的主要因素出发,探讨了如何在安装和生产工艺上减少流量波动、降低干扰。为了得到稳定可靠的流量数据用于控制,需要选取合适的浆液型电磁流量计。根据水煤浆现场反馈数据,重庆川仪自动化股份有限公司生产的浆液型电磁流量计测量结果波动率和动态响应时间均小于相同规格的国外电磁流量计,具有较好的测量稳定性和动态响应速度。因此,本文对重庆川仪自动化股份有限公司生产的电磁流量计的励磁控制方案、信号处理方法和系统研制进行了分析和介绍,并给出了该表和日本东芝表同时测量纸浆浆液、水煤浆的实验结果,再次证明了其可靠性和有效性。     

不满管管道中的电磁流量测量

ＡＢＢ公司设计了一种先进的电磁流量计,并结合微计算机控制技术,成功地解决了未充满管道中测量的准确性问题。其基本方法是在流量计谈判这器中设置了三组测量电极,通过分别往其中的一组电级中注入流速测量所需的激励信号和高度测量所需的激励信号,从三组测量电极中分别获取流速信号和高度信号,最后由带有微处理器的转换器对信号进行处理,得到所需要的真实流量信号,由此获得一种既能降低安装和维修成本,又能满足性能要求的解     

基于Matlab对浆液噪声的分析

介绍了浆液型电磁流量计的发展及其在工业中的重要地位,在浆液测量中,由于浆液噪声叠加在实际的流量信号中造成了测量的误差。为了更好地掌握浆液噪声的特性,通过不加励磁激励的电磁流量计采集浆液噪声,然后通过Matlab信号处理工具箱对在不同流速下采集到了浆液噪声信号进行分析,得出了浆液噪声近似符合1/f分布的特性,并对采集的数据进行了概率密度分析得出了浆液噪声幅值近似高斯分布的特点。通过对浆液噪声的分析进一步确立了电磁流量计如何克服浆液噪声的方案,对浆液测量起到了积极作用。     

高压气体涡轮流量计研究

针对目前市场对计量高压气体流量计的大量需求,设计了一种新型高压气体涡轮流量计的结构方案。在常压气体涡轮流量计研究的基础上,对壳体的材料与结构、主轴承的供油系统及其轴向缓冲结构进行研究。采用理论分析、结构设计以及试验验证,研制了适用于高压环境的气体涡轮流量计。通过耐压试验台装置模拟管道介质压力,对流量计供油系统及主承压壳体进行可靠性测试;根据测试试验数据,提出关于推力与活塞面积、介质接触面积以及介质压力之间所存在的经验公式;通过高压环道装置,在不同压力、不同流量下,对整机进行示值误差性能测试及分析,以优化轴向缓冲结构。测试结果表明,该新型高压气体涡轮流量计能安全、准确,可长期应用于高压介质计量领域。     

一种新型液体涡轮流量计的设计

鉴于常规脉冲式涡轮流量计对脉冲信号的测量与输出的精度不高,设计了一种基于C8051F020单片机与HART总线的液体涡轮流量计.该流量计以C8051F020单片机为控制核心,采用软硬件结合的方法实现了液体流量较高精度的测量和脉冲输出.重点分析了硬件设计的测量模块、HART模块和脉冲输出模块以及软件设计的主函数和脉冲测量与输出的流程图,并给出了液体涡轮流量计在柴油标准装置上的测试结果.测试结果表明,该流量计累积流量基本误差限为±0.2%,重复性小于0.06%,实现了较高的精度和可靠性,同时,HART通信正常、可靠性高.     

电容式电磁流量计信号处理新方法研究

电容式电磁流量计采用电容耦合的方式检测流量信号,其信号微弱、易受干扰、信噪比低,使得流量信号检出难度较大。对此,本文在信号处理中引入了互相关检测技术,设计了一种适合矩形波励磁下的电磁流量计信号特点的旋转电容滤波方式,采用的滤波器具有很高的信噪比,并且实现简单。在此基础上研制了一套原理样机,实验结果表明,该方法是有效的。