基于互相关分析的低雷诺数涡街流量计设计

针对常规涡街流量计难以测量雷诺数在5 000~20 000内流量的问题,研制测量低雷诺数流量的涡街流量计,以扩展量程比。重新设计涡街流量计一次仪表,以满足互相关分析的要求。充分利用两个压电传感器输出信号的相似性,采用互相关分析方法,实现低雷诺数流量的测量。提出一种基于互相关分析快速计算时延的方法,保证仪表的实时性。采用三次样条插值的方法,大大减小较低的采样频率对延迟时间测量精度的影响。以低功耗单片机MSP430F6459为核心,研制成功低功耗、两线制涡街流量变送器。水流量标定结果表明,该涡街流量计量程下限所对应的雷诺数为6 649,测量精度为1级。     

罗茨流量计在火电厂燃油炉上的应用

前言燃油流量参数是火电厂燃油炉重要的经济指标之一,其测量的准确度要求很高。当使用计算机控制,并自动进行锅炉效率计算时,对燃油流量的测量准确度,一般要求达到±0.1％就目前国内情况来讲,有很多电厂在燃油炉上应用了多种流量测量仪表,如1/4园喷咀,DDX—Ⅱ型靶式流量计,涡轮流量计,椭园齿轮流量计等。由于各电厂中的燃油品种多     

煤化工行业流量仪表技术漫谈

本文依据电磁流量计、涡街流量计、锥型流量测量、楔式流量计等流量仪表的工作原理,探讨在选型、安装、维护等方面应注意的问题及处理办法,着重研究上述仪表在壳牌煤化工装置中的使用性,以及问题处理办法:以使仪表更能适应壳牌煤化工装置复杂工艺、特殊物料的要求。立足现场使用性,提出改进处理办法。     

基于恒定磁场的数字式电磁涡街流量计

针对应力式涡街流量计易受现场振动影响的问题,研究采用电磁方式检测漩涡频率,拟从根本上消除现场振动干扰的影响,确保测量的可靠性。采用谐波信号分析电磁涡街流量计的工作原理,提出采用频谱分析方法处理传感器输出信号,针对永磁场下的水信号的特点研制调理电路和基于DSP的信号处理系统,进行电路测试和水流量标定实验。实验结果表明,电磁涡街流量计具有抗振动干扰的功能,在测量水流量时,测量准确度优于0.5级,且量程比高达30∶1。     

方便准确的非接触式超声流量计

非接触式超声流量计具有优于其它型式仪表的特点。现在其测量准确度和重复性也有了提高。它的压电式传感器可装在管道内,也可装在管道外。相对传播式仪表通过测量上下游超声波脉冲的传播时间求得流速、流率、总流量等。它更适用于洁净液体,测量准确度和重复性好,但价格较高。多普勒式仪表通过测量超声信号频率的变化求得流速、流率、总流量等。它更适用于污秽液体,价格较低。目前厂家正致力于提高相对传播式仪表对污秽液体的测量准确度和多普勒式仪表对洁净液体的测量准确度。     

中国自动化学会仪表与装置专业委员会2005年度活动

一、学术交流、新技术、新成果、新产品研讨会 1.流量、物位测量与控制应用技术专题 ①新颖流量测量方法和仪表，如科里奥利质量流量计、超声流量计、热式流量计、旋进涡流量计，多参数测量流量计等及探索性应用；②新颖的物位测量方法和仪表，如雷达物位仪表，储罐液位精密计量、储罐库存管理系统等；     

涡街流量计在天然气流量测量中的应用

天然气流量计一般选择智能式涡街流量计。具有测量精度高、量程宽、功耗低、安装方便、操作简单、压力损失小等优点,可测量工况体积流量或标准体积流量(一体化智能温度、压力补偿),根据用户需要,可附带脉冲或4~20mADC电流输出功能。是目前比较理想的天然气计量仪表。     

交流永磁伺服系统技术讲座 第六讲 (一) 伺服控制系统中的传感器

一传感器技术(1)传感器的概念及组成我国国家标准GB/T7665-1987中对传感器(transducer/ sensor)定义是:"能哆感受规定的被测量井按照一定规律转换成可用输出信号的器件或装置"。一般也可定义为传感器是一种以测量为目的,以一定精度把被测量转换为与之有确定关系的、便于处理的一种物理量的测量装置、器件或元件。通常,传感器是将非电量转换成电量来输出的。     

面向以太网应用的金属管浮子流量计的设计

介绍一种基于以太网的新型智能金属管浮子流量计的设计方案。应用磁阻传感器测量金属浮子角位移,结合高精度A／D转换器和低功耗MCU实现数字化采集和智能控制。系统提供了电流变送器XTR115输出的电流环接口和基于TCP／IP工业简化协议的以太网数据通信接口。结合相应的固件系统,成功实现了高精度、低功耗的数字化流量计。     

基于响应面和人群搜索算法的固井泥浆流量计叶轮结构参数优化

切向式涡轮流量计应用于油田固井工程,叶片结构会对计量的效果产生直接影响。为了提升流量计计量的精度以及叶片结构的可靠性,对叶轮结构参数进行优化。将响应面与人群搜索算法相结合,设计三因素四水平正交实验,通过响应面法建立出流量计仪表系数K的线性度误差δ和流量计叶轮叶片半径、边缘厚度、倾斜角度的二次回归模型,以线性度误差最小为优化目标,基于人群搜索算法对叶片结构参数进行寻优求解,得到叶片结构最优的参数组合。优化后仪表系数线性度误差由3.106 0%减小为0.445 2%,提升了固井泥浆流量计的计量精度以及稳定性,为后续优化设计提供理论支撑。     

基于能量守恒定律对涡轮流量计的脉动误差上限的估算

在管道输运当中,非稳态流会使涡轮流量计的计量结果产生偏差。为了指导脉动流工况下的涡轮流量计选型和修正,需估算脉动工况对涡轮流量计产生的最大脉动误差。忽略流体压力和温度变化影响,基于涡轮流量计的动态特性和能量守恒定律,在一个脉动周期内计算脉动流和定常流对叶轮的做功比值,推导得出正弦脉动流误差上限公式。基于6DOF模型和UDF建立了涡轮流量计CFD仿真模型,搭建了空气流实验平台,以工作级流量标准装置作为标准表,被校表和标准表间采用内置整流器的管段相连。对比定常流下的流量值,计算各脉动工况下的误差限值。综合各脉动工况点,上限公式与CFD仿真所得脉动误差上限的最大差值为0.281%,与空气流实验所得脉动误差上限的最大差值为0.224%。经CFD仿真和空气流实验结果对比验证,脉动误差上限公式较为准确,可以直接用于脉动频率大于10 Hz的工况下误差值的估计和修正。     

非接触式超声波流量计收发电路的设计与性能分析

增大信噪比是提高非接触式超声波流量计测量精度的有效措施。 但通过提高发射电压来增大信噪比,会损坏超声波传 感器与接收电路,也会加剧收发电路的相互干扰。 设计了一种针对复合管道流量测量用的超声波收发电路:在发射电路中以中 轴变压器替代阻尼电阻,在接收电路中采用限幅桥电路来保护接收电路,并基于匹配电阻法来平衡收发电路。 实验结果表明, 设计的发射电路能够提高发射电压、减小放电时间,空载时对输出电压可放大 13. 85 倍,带载时对输出电压可放大 4. 5 倍,同 时,接收电路能够有效抑制收发电路的相互干扰,并提高接收支路功率,接收电路对 5 V 以下信号的传输效率超过了 90%。 把 该电路应该到非接触式超声波流量计中,对难于穿透的复合管道中的流体进行多次重复测量,测试结果表明,该流量计的线性 度和重复性都满足实际流量测量要求。     

基于磁阻传感器的非接触式位移测量

针对塔机起重力矩监控器中高精度、非接触式的位移测量要求,选用Honeywell公司的磁阻传感器HMC1501实现了位移的精确测量。该磁阻传感器具有体积小,精度高,抗干扰能力强,可以实现非接触式测量的优点。并利用BP神经网络对磁阻传感器进行非线性补偿,提高了系统的测量精度、可靠性,而且降低了成本。     

基于水轮发电机综合非线性模型的调速器控制

为了提高大型水轮机组远距离输电的安全稳定性,在具有刚性水锤的一类水轮发电机的综合非线性模型的基础上,根据非线性微分几何控制理论,提出了新的调节输出设计法。该方法可以克服现有调速器非线性控制面临的零动态设计瓶颈,从而推导出调速器的一种新型非线性控制律——综合非线性调速器控制器(CNGC)。同时,论证了理想水轮机模型是该综合非线性模型在额定运行点线性化近似的结果。数字仿真实验表明,所提出的CNGC不但效果远好于常规控制律,而且优于现有的基于理想水轮机模型推导的非线性控制律(GNOPSS)。     

冰堵位置检测中应变电桥的非线性问题研究

在现场测量中温度变化大而剧烈,由于应变式传感器对温度有一定的敏感度,会使传感器的零点输出产生变化,使得输出值随现场环境温度变化,从而造成测量误差.电阻应变式传感器基于它的结构设计的随意性和适用性,在输油管线冰堵位置检测中取得了良好的应用,但是普通的应变式传感器不经改造是无法在现场测量中直接应用的.本文通过对环境温度的变化引起传感器零点漂移和灵敏度漂移,加上传感器本身所存在的非线性问题,以及现场所受其他干扰等问题进行研究,提供设计和应用传感器应变电桥的方法,使测量精度满足现场应力测量的需要.     

导电性液体新型液位测量方法研究及应用

根据导电性液体导电的特点,利用与被测液体相接触的电极进行液位测量,其方法简单实用,具有的优点明显。然而,直接利用电极测量液体电导来进行液位测量方法受被测液体电导率变化的影响,故其应用范围受到很大限制。针对这一问题,提出了一种采用四电极液位测量方法,通过测量传感器输出电压和输入的激励电压二者的比值来计算液位高度。对传感器液位测量与被测液体电导率关系的理论分析表明此方法测量液位与被测液体电导率不相关,因而可用于对电导率变化的液体液位进行测量。将此新型液位测量方法移植到非满管电磁流量测量中,用于对非满管液位的测量,可使得电磁流量传感器能够实现对非满管污水流量的测量。     

直驱风电机组机侧变流器控制系统动态重构控制策略

在风电机组控制系统中,已成熟的控制策略都是建立在传感器输出可靠信号的基础上。一旦传感器故障,将影响机组的安全性和利用率,甚至影响并网质量。为了提高直驱风电机组故障容错能力,提出了机侧变流器控制系统的动态重构控制策略,根据转子位置传感器状态判别,在控制系统中对有位置传感器控制模式和无位置传感器控制模式进行动态无扰重构,并基于拉格朗日插值算法,实现重构过程连续性和一致性。仿真结果表明:无位置传感器控制模式的稳态性能不如有位置传感器模式,但可以作为后备模式在传感器故障期间保守运行,所提出的重构过程控制方法可满足连续性和一致性要求。     

基于快速傅里叶变换的低功耗两线制涡街流量计

以超低功耗单片机MSP430为核心,研制数字涡街流量计。通过硬件的改进,提高了系统抗50Hz工频干扰的能力。采用周期图法处理涡街流量传感器输出信号,同时进行频谱的幅值和频率校正,提高频率计算的精度。采用汇编语言实现实数FFT算法,提高运算速度和减少内存容量,使单片机可以实时实现数字信号处理方法。对功率谱进行平均,同时通过设置队列对流量平稳和流量跳变的情况进行处理,增加了计算结果的稳定性,同时提高了系统响应速度。计算瞬时和累积流量,输出4~20mA直流电流。实验结果表明,系统具有较强的现场抗干扰能力,较高的测量精度和较宽的量程比,同时又实现了低功耗和两线制工作。     

遗传算法在节流式流量仪表非线性辨识中的应用

火电厂热工仪表普遍存在非线性特性。基于智能控制理论,提出了一种热工仪表非线性校正的新方法,即遗传算法辨识节流式流量仪表非线性特性的方法。经过仿真实验,表明该方法简单有效。