气侵对井下环空流量电磁测量系统的影响研究

井下环空流量电磁测量系统可以实时获取井下环空流量信息,但环空流道侵入的气体会对其测量结果产生影响,导致测量系统无法准确对钻井过程中出现的溢流和井喷问题进行预警。针对环空流量电磁测量系统受气侵影响的问题,研究首先通过建立气侵对环空流量电磁测量系统影响的理论模型,获得了环空流量电磁测量系统虚电流密度函数;其次,采用有限元仿真软件对侵入气体的不同存在状态进行动态模拟,分析环空流量电磁测量系统的虚电流分布规律;最后,搭建模拟实验平台进行不同两相混合流量下的含气率影响实验。实验结果表明,随着环空流道内两相混合流体含气率在0%～5%范围内增加,不同两相混合流量下的环空流量电磁测量系统输出电压均呈现下降趋势,采用二次函数拟合不同两相混合流量下环空流量电磁测量系统输出电压与含气率关系,可决系数R~2在0.98以上,拟合残差e小于0.011;最终通过归一化的输出电压与含气率关系式校正环空测量流量。研究成果可用于降低气侵对测量结果的影响,提高井下环空流量电磁测量系统的测量精度。     

基于差压信号的湿气流量测量方法

通过理论分析和室内试验研究差压信号的基本特性及差压法测量原理的局限性。对湿气流过孔板和V锥的差压信号进行分析发现：两相流差压主要由气相流动产生,液相的影响很小;低含液率时液相以薄液膜的形式附着在管壁,对气相流动有“润滑”作用,液膜厚度增大到一定值后,气液界面摩擦压降显著增加,由此导致湿气流过节流元件的差压、压损及压损比随含液率增加先减小后增大;差压波动是一个随机过程,差压方根的标准差等特征参数具有稳定性和重复性都较差的特点,难以适用于工业中的湿气流量测量。以过读关联式为基础的测量方法,误差传递过程会缩小气相流量预测误差,但会放大液相流量预测误差,且含气率越高,放大效果越明显,由此造成液相流量预测误差远大于气相流量。建议对于高含气率的湿气流动,液相流量独立测量,避免与气相流量耦合求解;应用压损比作为特征参数时应关注其非单调特性;不建议将差压方根标准差等重复性差的差压信号特征参数用于流量测量。     

基于烟气差压的回转式空预器积灰实时监测研究

建立了基于气差压的回转式空预器积灰监测模型，利用易获取的DCS数据和煤质工业分析数据来监测积灰程度，经采集的实时数据验证可以反映空预器的积灰情况，能够实现空预器积灰的在线监测。     

气泡影响下的电磁流量测量优化技术研究

电磁流量测量在工业生产过程中扮演着重要角色,但易受流体中气泡的影响导致测量结果出现波动进而影响测量精度,因此通过技术手段实现测量精度的优化十分关键。针对电磁流量测量精度受气泡影响的测量优化问题,本文首先从权重函数角度入手,建立了气泡对电磁流量测量影响的理论模型;其次,通过有限元仿真研究了气泡对权重函数的影响,并根据仿真结果提出了一种基于图像采集与处理技术的优化方法降低气泡对电磁流量测量的影响;最后,为了验证优化方法的可行性,开发了气泡图像处理算法,并搭建气液两相流流体电磁流量测量实验平台进行实验验证。实验结果表明,采用优化方法补偿后的电磁流量测量系统受气泡影响的敏感程度得到有效降低,误差降低幅度均在82.63%以上,最大误差降低幅度可达91%,优化后气泡存在时的测量误差在±3.03%以内。研究有效降低了电磁流量测量受气泡影响产生的误差,为进一步提高气泡影响下的电磁流量测量精度和实现气液两相流电磁测量提供技术支持。     

基于图像处理技术的同步环智能检测系统

针对汽车生产线上同步环监测过程中检测错误率高的不足,提出了基于图像处理技术的同步环自动定位检测的解决方案,该系统通过一个实用的算法校正了生产线的位置移动对检测结果带来的影响,并充分利用一些巧妙的手段消除了背景光、工人走动等带来的干扰,可以对生产线进行实时监测,能检测出微小同步环是否安装及具体是哪一个同步环被漏装,并自动报警、保存出错信息。系统已成功的应用于汽车生产线上。     

液压系统流量的电脑实时测量装置

本文对液压系统流量的电脑实时测量和处理系统进行了研究,简要介绍了其硬件部分和软件部份。这是一种十分简便的流量测量方法。     

智能电磁水表用电量测量方法的研究

本文以使用NB-IoT (Narrow Band Internet of Things)标准技术的智能电磁水表为测量对象,分别在待机状态和工作模式下,对水表部分以及网络通讯模块部分进行了用电情况测量方法的研究,并给出了测量结果.该测量方法可有效衡量智能电磁水表功耗,为智能电磁水表的电池选型和功耗监控提供数据支撑.     

基于神经网络软测量的动态流量测量方法研究

文章以圆管中的粘性流体为研究对象,分析了管道中压差、温度、速度的变化对动态流量的影响,设计出了用于软测量建模的RBF神经网络结构;与此同时,还设计了动态流量测量管,并在伺服阀动态性能试验台上采集了相关数据,其间采用超声波类时差法测量了流速信息;利用采集的数据基于NeuroSolution软件对RBF网络进行了学习训练、检验和测试,最后建立了动态流量的软测量模型;通过将流量预测曲线与实测曲线相对比,结果发现该软测量模型具有很高的逼近精度,它可为动态流量的测量提供一条新的途径.     

脉动流平均流量测量方法的研究

为了解决平均流量测量影响作业段或研究区域内脉动流动效果的问题,借鉴脉动流发生和衰减机理,提出了一种成本低、操作简单的脉动流量平均值测量方法,主要包括风机入口前设置大管径引风段、入流方向与脉动发生器正交连接和在引风段设置测试点等3方面措施。搭建了相关的实验系统,并进行了测量研究。研究结果表明,简易脉动流量测量法能够同时保证作业区域内存在高效的脉动流动,测速区域内为稳态流动;对平均流量较高的脉动状态具有更好的测量效果。     

基于动态电磁力的主动式动平衡测量方法的研究

动平衡机在测量大质偏类工件时,由于不平衡量较大,振动信号往往会超出测量系统的线性范围而造成测量误差偏大。为了提高动平衡测量精度,提出了一种采用电磁力产生的同频振动抵消大部分初始振动,从而减小簧板振动量,保证系统线性度的动平衡测量方法。讨论了该方法的基本工作原理,建立了电磁力装置的磁路模型;采用有限元建模对电磁力的可控性进行了研究,并分析了气隙、温度等因素对电磁力的影响;最后介绍了测量控制系统和控制策略。动平衡测量实验表明,该测量方法能够有效地提高大不平衡量工件的动平衡测量精度。     

基于ANSYS的电磁流量计建模研究

励磁系统是电磁流量计的关键部分,励磁方式和励磁参数的合理设置对电磁流量计的性能有重大影响.以前由?乏电磁流量计模型,开展相关研究非常困难,因此电磁流量计建模一直受到研究人员的关注.本文利用有限元方法建立?量计传感器场路耦合模型,根据有限元数值分析功能求解感应电势信号,模拟电磁流量计的动态性能.实验结果表明,模?真信号与理论波形近似,建立的模型有效.该模型可以作为研究励磁系统的辅助手段,提高研究效率.     

基于延迟链的频率测量方法

提出了一种基于延迟链技术的频率测量新方法.利用被测频率产生计数闸门,利用延迟链产生均匀延迟的多路参考频率信号,在同一闸门下对其计数,以其平均数作为参考频率计数值,降低了±1计数误差,对其进行误差分析表明其频率测量精度决定于延迟单元延时及其误差.实际测量数据表明在参考频率为200 MHz,对延迟单元延时标定为0.5 ns时其频率测量精度同比多周期同步法提高8倍.相比模拟内差法、时间-电压变换法和游标法等,该方法实现简单、成本低廉,具有良好的实用性.     

基于小型无人机的高精度天线测试方法研究

天线测试对于天线辐射性能的检验至关重要。而当天线的尺寸较大或测试频率较低时,传统的天线测试方法难以满足测试需求。以大型天线测试为研究背景,研究了一种基于小型无人机的天线测试方法,根据测试信道模型获取被测天线的增益方向图。与传统的利用GPS作为无人机的导航信号相比,采用实时差分GPS作为无人机的导航信号,结合几何控制方法精确控制无人机的飞行轨迹,无人机的飞行轨迹偏差小于0. 1 m。对测试方法进行了试验验证,结果表明采用该方法可以较为准确地测量天线的方向图,增益测试误差小于1 d B,具有较高的工程应用价值。     

基于 CS-FastICA 的超导电磁数据消噪方法研究

超导电磁探测极易受到环境电磁噪声的干扰,严重影响了数据的解释精度。针对这一问题,提出了一种基于信噪分离消噪原理的超导电磁噪声抑制方法。该方法首先利用FastICA算法从观测信号中分离提取二次磁场信号,然后针对信号分离后的幅值不确定性问题,基于最大化非高斯性和最小畸变准则构建优化约束模型,最后利用CS搜索算法迭代求解分离矩阵的最优参数值。仿真结果显示,本文方法在信噪比和均方误差指标上均优于PCA、WA和ICA方法,消噪后信号的信噪比提高了16.6 dB。现场实验表明,本文方法对多种环境电磁噪声均具有良好的抑制效果,消噪后观测信有效时间提高了近4倍。观测信号质量得到了显著改善,视电阻率成像解释深度达1 000 m,充分验证了本文方法的有效性和实用性。     

基于平行四边形机构的推力器推力测量研究

推力的精确测量在卫星姿态控制、引力波探测等领域均有重要应用,已经成为限制推力器技术发展的关键问题。国内外开展了很多推力测量相关的研究,但仍难以兼顾重负载和高精度。本文针对小推重比推力器推力测量困难的问题,提出了一种基于平行四边形机构的测量方法,并搭建了一套推力测量装置,其具有承载能力强、精度高、稳定性好的优点。其中平行四边形机构既作为推力器承载部件,又作为将推力转化为单自由度线性位移的弹性元件。微小位移由激光干涉仪测量,后基于胡克定律计算得到待测力值。设计了合理的机构参数,并对机构进行了力学仿真分析,理论承载能力达140kg。利用电磁力测试了装置的力学响应,实验结果表明,在2.5 kg的实际承重下,测量系统可分辨的最小力值为17.2μN,量程为17.2～2 789.9μN,相对不确定度为1.26%。该方法适用于推力器推力的测量,对推力器技术的发展具有重要意义。     

Research on unsteady flow measurement standard device based on active piston

In this paper, an unsteady flow measurement standard device is studied and designed. The device can be used to measure the flow rate of any liquid medium. First, through comparative analysis of the design scheme of the unsteady flow measurement standard device, the structure of the active piston type is determined, and the schematic diagram is designed. According to the schematic diagram, the mathematical model of the device based on the active piston is established, and the uncertainty of the device is evaluated. Second, the hardware control system is designed and built according to the uncertainty evaluation results. Then, the upper computer operating system of the device is constructed, and a highly integrated human-computer interaction data acquisition and control system is established. Finally, the measurement performance of the device is verified by comparing the set value with the measured value of flow rate, and the uncertainty of the device is analyzed. The combined standard uncertainty can meet the expected value of 0.5%.     

基于双轴 TMR 电磁传感器的裂纹检测方法研究

针对单一激励交流电磁探头检测任意方向裂纹容易出现漏检问题,设计了用于检测奥氏体不锈钢表面斜裂纹的新型双激励传感器,建立了奥氏体不锈钢表面裂纹交流电磁场检测仿真模型,开发了基于新型双激励传感器和高分辨率隧道效应磁阻传感器的金属平板表面裂纹检测系统。基于理论模型和试验系统研究了试件上裂纹走向和裂纹宽度对传感器拾取到磁场分量幅值的影响规律,研究了裂纹检测与方向判定方法。仿真和实验结果表明,利用磁场分量B_x、B_y畸变特征能够以相同的灵敏度检测出试件表面尺寸为15 mm×0.2 mm、深度大于3 mm的微小裂纹,并实现裂纹方向判定。引入宽度补偿参数后减小了横向、纵向裂纹判定误差,判定误差最大为3.9°。