基于自适应滤波算法的超声波气体流量计

针对超声波气体流量计在使用过程中普遍存在的测量精度不高、稳定性差等问题，提出并实现了基于时差法和新型自适应滤波算法的超声波气体流量计。该流量计硬件部分由STM32F103主控芯片、高精度计时芯片TDC-GP22等组成，保证了系统的计量精度；软件部分采用了一种改进型卡尔曼滤波算法，在保证滤波效果的同时有效提高响应速率，并且将其与算术平均滤波相结合，根据流体渡越时间差的变化率提出了新型自适应数据滤波算法。通过实验对比发现，该新型滤波算法有效降低了系统的测量误差，在0.25～40 m³/h流量范围内，系统的最大测量误差为1.08%,满足1.5级精度标准，同时使得系统零漂减小为原来的一半，大大提高了系统的稳定性，满足了实际工程应用的需要。     

基于恒定功率的热式流量计设计与测试

针对热式流量计的温度漂移问题,提出了一种恒定功率模式下的热式流量计结构,并对其数字校准方法进行了研究。与传统热式流量计相比,增加了环境探头,该探头内嵌于流体管道壁。各传感器之间采用隔热措施,利用环境探头和感温探头测量得到的电压信号进行实时数字校准。采用音速喷嘴法燃气表检验装置对流量计进行检测。检测结果显示：流量在0.016～0.25 m³/h范围内误差率小于0.5%,流量在0.25～6 m³/h范围内误差率小于1.0%,温度漂移现象有效改善。     

低功耗超声流量计的研究

针对超声波流量测量中管道结构对测量精度的影响,采用Fluent仿真软件模拟了不同管道中流体的流动状况,对管道内的超声波信号进行了分析和比较,设计了超声波流量传感器,并应用设计的流量传感器,研制了超声波流量积算仪的硬件电路和软件,最终的样机实验结表明,该超声流量计流量误差小于±2%,系统的平均工作电流为35μA。     

选带细化超声流量计试验分析

文中研究一种用于工业密闭管道流体流量测量的新型超声波多普勒流量计。采用中频调制为基础提取流体流速的方向信息，引入选带细化频谱分析技术（Z00M—FFT）对解调后的超声波多普勒信号进行频谱估计，并以此为基础计算管道流量。该方法能判断流速的方向；降低流速测量下限；提高了流速测量的动态响应速度、实时性以及稳定性。实验表明选通细化超声流量计准确度等级为1．5级。     

上游弯管对超声波流量计精度影响及整流设计

针对上游弯管流场变化对超声波流量计测量精度的影响,利用CFD对测量管道内部流场进行数值仿真模拟,并设计整流器改善由弯管导致的明显的二次流和涡流等情况,以减小超声波流量计测量误差。研究对象为基于时差法的DN15超声波液体流量计,流量范围在0.1～1.5 m~3/h内,上游弯管与流量计之间测试直管段距离为2～20D。对比超声波流量计加装整流器前后测量误差,通过实验结果验证,未整流时流量计随着直管段越短测量误差越大,安装的整流器可以改善管道内流场的速度分布,将直管段长度缩短为10D,提升超声波流量计测量误差满足在±1.5%以内,验证了数值模拟的正确性,对工程实际应用具有一定指导意义。     

基于CFD的超声波流量计最优声道位置研究

时差法超声波流量计圆形管道内不同声道位置上流体平均流速与管道截面平均流速的关系已被广泛研究,但是对于非圆形测量管体尚缺乏相应报道.本文针对某种方形管道,采用计算流体动力学(CFD)方法获得管道内的流场分布,进而通过数值计算得到时差法超声波流量计不同声道上K系数(即超声波传播路径上流体平均流速与管道截面流体平均流速之比)随雷诺数的变化关系,并选取K系数随雷诺数变化最小的声道作为最优声道,研究结果有利于简化流量补偿计算.     

便携式时差法小管径超声波液体流量计

为了实现小管径、小流量超声波液体流量检测,研究了一种便携式时差法小管径超声波液体流量计。流量计以高速数据采集和互相关数据处理技术为基础,采用双处理器结构完成信号采样、时差计算及人机交互,解决了时差法小管径超声波液体流量检测过程中波形畸变、噪声干扰、时差测量、探头安装等方面的问题。     

基于超声波流量计的HFETR二次水流量测量系统

高通量工程试验堆反应堆二次水回路流量测量在设计时采用孔板流量计进行测量,后期为响应国家节能环保要求,在保证系统运行安全的前提下,改为仅启动一台二次水主泵对运行期间二次侧冷却水管道进行供水。一台主泵供水导致二次水回路管道不满管,受测量原理限制,孔板流量计测量数据无法再准确反映出二次水管道内流量是否断流,给反应堆运行带来安全隐患。因此,在原管道上加装超声波流量测量系统。经测试,超声波流量计在不满管状态下依然能够测到稳定的二次水回路流量,表明基于超声波流量计的HFETR测量系统达到系统设计目的。     

超声波气体流量计检测精度影响因素分析

在天然气的管道运输过程中,提高气体流量测量的精度是提高运输效率、避免安全事故发生的关键技术。利用流体力学仿真（CFD）方法建立组合双弯管及变径管道模型,定量计算修正系数,对双声道超声波流量计结构和安装位置对于管道内气体速度场的影响进行研究。通过仿真得出超声波流量计的最优声道位置,并结合实验验证了仿真结果的可信性。模拟结果表明,双弯管和变径管与超声波流量计的安装位置至少为10D才能保证流体充分流动;通过修正系数随雷诺数的变化情况得出双声道超声波流量计的最优声道位置为距管道截面中心0.25D处。研究结论对于不同性质气体的流量检测同样适用,为工业中气体运输检测精度的提高以及超声波流量计的优化提供了依据。     

基于超声波流量计的非理想流动粘黏性流体流量测量研究

针对高黏度流体在输送过程中的流动状态容易受到管道变化的影响而降低其流量测量精度的问题,提出了一种利用带遗忘因子的最小二乘法进行积分权重系数优化的方法,以改善超声波流量计测量高黏度流体复杂流型的精度。以T型管和变径管作为阻流件,应用计算流体力学软件FLUENT观察非理想流动下的流型分布,并通过搭建实验装置,分析在阻流件下游10D和20D处以及不同黏度流体下的流动情况。结果表明,相比于传统针对圆管优化的超声波流量计积分方法,该优化算法可以使测量相对误差有效控制在±1.0%范围内。研究结果有助于提高炼油企业中不同物性原油输送过程的检测精度。     

机械工业仪器仪表综合技术经济研究所派专家赴英国参加ISO/TC30年会

<正>国际标准化组织ISO/TC30(封闭管道中的流体流量的测量)2015年度会议于2015年4月27日~5月1日在英国伦敦召开。此次同期召开了SC5/WG5(传导液体的电磁流量测量)工作组会议、SC2/WG11(利用压差装置法测量流体流量)工作组会议、SC2/WG16(使用锥形流量计的测量)工作组会议,以及SC2(压差装置分委会)、SC5(速度与质量方法分委会)、TC30年度会议。     

基于MSP430的移动式高精度涡街流量计的设计

针对传统流量计存在精度低、适应性不强以及结构复杂等缺点,设计了一种高精度便携式涡街流量计。系统以低功耗处理器MSP430为控制核心,利用"卡门涡街"原理实现流量的测量,利用压电传感器实现待测流体频率的测量,通过传感器组测量待测管道中流体的温度、压力值,采用IAPWA-IF97公式来补偿待测流体的密度,最终计算出待测液体的流量值。实际测试结果表明,系统能有效地测出待测管道中的液体流量,且测量精度高,误差小于1%。     

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。     

英国Flowline制造公司推出精确度高达5m／s的流量计

英国Flowline制造公司是一个专长于测量排水道、液体、汽体和溪流的敞开通道和闭合管道的公司 ,可以为所有的工业提供流量计和流量测量解决方案。日前推出了最新版体的Flo -Dar,采用MarshMcbir ney雷达通道敞开流量技术 ,使得高量程的测量性能精确到 5m/s成为可能。Flo -dar系列流量计 ,采用标准的AC和DC动力工具和便携式设计 ,可以在流量比较困难的情况下使用。可能涉及到一些高固体容量、高度耐腐、高温介质以及一些低浅、高速、流量比较大的通道。该技术是非接触式的 ,是将数码Doppler雷达的感应速度和超声波水平测量结合在一起的 ,…     

夹钳式超声相关流量计及其在液／固两相流测量中的应用

本文叙述了一种可应用于液/固两相流的夹钳式脉冲超声相关流量计。检测随机流动噪声用的两对超声波传感器,是用卡钳装置牢固地夹紧在被测管道的外壁面上,不和被测流体直接接触,不会对流体产生任何阻碍作用。在线实时相关器的设计,采用了极性相关和峰值溢出检测原理。为兼顾仪表的流速测量范围和测量精度的要求,采用了可自寻最佳采样频率的闭环反馈式方案。     

用浮子流量计测量液体质量流量

测量流体的质量流量比测量体积流量更有意义,这是因为人们最终总是以质量多少为衡量标准的,而且在生产过程中只有控制流体的质量才能保证生产出的产品的质量。本文说明在与流体粘度无关的范围内,只要浮子的密度是被测液体的两倍,浮子流量计的基本方程完全可应用于液体的质量流量测量,并且即使被测流体密度发生±10％的变化,也只引起-0.4％的测量误差。测量原理浮子式质量流量计由一根锥形管和在管中自由浮动的浮子组成,浮子在流体中自动调整其位置,以使流体阻力与浮子重量相平衡,浮子在测量管中的高度即表示流量值。     

温度传感器凸出对气体超声流量计测量的影响

针对生活和工业上广泛使用的小口径气体超声波流量计,探究温度传感器对超声波流量计测量精度的影响,分析了温度传感器不同凸出长度对管道内部的流速分布的影响。对于DN50口径的双声道气体流量计,使用计算流体力学(CFD)的方法进行仿真,分析在不同流速下,温度传感器插入管道不同长度引起的流场剖面变化,及其对声道流速分布的影响,并进行了不同凸出长度的温度测量和流量测量实验。实验结果如下：当温度传感器凸出长度为4 mm时,对气体超声波流量计的测量影响最小,结合实验数据得出温度传感器的最佳凸出长度是6 mm。仿真和实验分析表明,凸出长度是影响超声波流量计测量精度的重要因素之一。     

石油生产多组分监测光纤电导一体式传感器研究

为了解决石油生产多组分监测问题,基于光纤技术和电导技术成功研制了一种用于石油生产多组分监测光纤电导一体式传感器。利用ZEMA光线追迹方法和FEM方法建立FOCIS仿真模型。对电导测量模块(CMM)电场分布、CMM响应特性、光纤测量模块(OFMM)返回光照强度分布、OFMM响应特性等进行了仿真分析。不同油气水三相流流型条件下CMM和OFMM测量值与标准含率值呈现出良好的线性关系,测量相含率误差均在5%以内。在内径为32 mm垂直管道内进行了FOCIS现场实验测试,实验结果表明:在气流量5、20、40 m³/d,油水总流量10、30、50、70 m³/d,液相含水率50%、60%、70%、80%、90%等工况下,测量含水率与含气率误差在5%以内。仿真与实验均证明FOCIS油气水多组分监测是可行和有效的。     

ES-FLOW~(TM)超声波液体体积流量计/控制器

正Bronkhorst是低流量流体处理设备供应商,是微小流量及小流量液体测量设备领域的先行者。其中,ES-FLOW~(TM)超声波流量计具有精度高、线性度高和压差低的特点,可测量4～1 500 mL/min的微小体积流量,被广泛应用于化学、食品、饮料和医药     

安信ZCL系列智能超声波流量计的理论模型及其信号处理技术

１引言在冶金、石油、化工、电力等工业企业及城市供水、排水、环保部门都需对管道中流过的水、油、污水等流体进行准确计量,而传统检测方法和涡轮、涡街、孔板、电磁等流量计都需将其传感部分安装在管内,并配一段安装管,这不但不便于安装维修,而且会引起流体的压力损失、泄漏等问题,尤其是对有毒、有腐蚀性、易爆及带放射性介质流体的测量显得很不适应。为此在管道外就准确可靠地测量管道中流量的超声波流量计应运而生。超声波流量计就如同一个小的雷达系统,所不同的只是测量信号由无线电波改为超声波信号,同时由于超声波流量计要测…