皮托管测量影响因素分析Ⅰ.检测杆与安装角的影响

在现场使用中,皮托管不可避免地会偏离其标准使用条件,从而引起附加误差.针对不同型号的皮托管进行了较系统的试验,旨在研究检测杆和安装角对皮托管测量的影响.结果表明,在被测流速较低时,皮托管检测杆直径的大小对全压的测量影响较小,且测量值误差也较小;在皮托管安装角不超过±10°的范围内,流速测量误差为±2%;较小管径检测杆的测量值存在非零安装角时,受流速的影响比较小.这些结论为优化皮托管的测量提供了指导.     

皮托管测量影响因素分析 I. 检测杆与安装角的影响

在现场使用中,皮托管不可避免地会偏离其标准使用条件,从而引起附加误差.针对不同型号的皮托管进行了较系统的试验,旨在研究检测杆和安装角对皮托管测量的影响.结果表明,在被测流速较低时,皮托管检测杆直径的大小对全压的测量影响较小,且测量值误差也较小;在皮托管安装角不超过±10°的范围内,流速测量误差为±2%;较小管径检测杆的测量值存在非零安装角时,受流速的影响比较小.这些结论为优化皮托管的测量提供了指导.     

影响皮托管测风精度的几个因素

影响皮托管测量风速的因素很多,本文主要从气体压缩性、全压孔尺寸、静压孔位置及压力损失等方面对风速测量的影响进行探讨.结果表明,除对风速引入压缩性、压损修正系数外,全压孔内外径之比应选在0.5且内径越小越好,静压孔选在距离全压孔7倍内径位置处,此时测量误差最小.     

类S型皮托管及其测量特性研究

S型皮托管是工业过程中测量含尘气体最为常用的流速测量装置之一,但由于取压孔开口较大,对其测量会有一定的影响。为了减小取压孔引起的误差,并保持S型皮托管的优点,研究了一种新型的皮托管——类S型皮托管的测量特性。首先,根据对置有皮托管的流场数值模拟的结果,确定了较优管型的开口斜度;其次,在流速范围为15~50m/s的DN100风管中对类S型皮托管进行了实流标定实验。结果表明:在实验范围内,类S型皮托管的校准系数都比较稳定,并非常接近1,其相对误差为±4%,能够满足大多数工业现场介质流速测量的要求。     

探头偏转角对皮托管测速精度影响分析

皮托管在进行流场风速测量过程中,其探头偏转角对测量精度有很大的影响.针对皮托管探头偏转角对测量精度的影响,根据皮托管测量原理和数据处理方法,建立了仿真分析模型,选取Fluent中Standard k-ε Model作为流体力学分析控制方程.通过分析现有锥形及球形感应头对流场的影响,并改变感应头偏转角,分析了偏转角对皮托管风速测量精度的影响.结果表明:锥形感应头对流场的扰动小于球形感应头,当锥形感应头偏转角为15°时,皮托管对被测管道内流场的扰动最小,测量精度最高.     

压阻式流速传感器研究

介绍了一种流速传感器的工作原理、结构设计和关键工艺。该传感器基于毕托管的工作原理来测量流速,采用压阻式差压传感器测量流体中的总压与静压之差。整个装置体积小、重量轻,可实现便携式检测。对流速传感器的标定测试方法进行了探讨和试验验证,实际测量和使用表明:流速测量结果准确可靠,准确度达0.5%FS。     

孔的形状和排列方式对厚孔板微结构压膜空气阻尼的影响分析

本文对微结构上孔的形状和排列方式对压膜空气阻尼的影响进行了理论和模拟分析.理论研究表明对于不同厚度、不同排列方式下的孔单元阵列,若孔的总面积和孔单元面积均为常数,当孔数增加到某一值时有最小阻尼力,并用FEM工具ANSYS证明了该结论的正确性.结果还表明孔数对恒定尺寸微结构空气阻尼的影响随着结构厚度和孔数的增加而变得更加明显.分析结果对比表明在同样的尺寸条件下,孔方形排列微结构的空气阻尼小于孔蜂窝式排列微结构的空气阻尼,该现象随着孔单元面积的增加变得越明显,但是随着孔单元接近微结构的边界,阻尼之间的差距减小.研究结果可以用在高精度MEMS器件如MEMS地震检波器、MEMS光开关和MEMS红外光传感器等的优化设计中去.     

螺纹孔探测器的特点及其发展

从螺孔探测器历史发展的角度，介绍了探测杆测量、反射光、空气流／背压测量、机器视觉、电磁检测及可调谐双线圈涡流探测器的原理和特点。     

叶轮风速表示值误差测试方法研究

以皮托管和微压计测量的空气流速作为参考风速,研究叶轮式风速表的风洞实验室示值误差测试方法;介绍了叶轮式风速表的工作原理,分析了测试所用到仪器设备技术指标,进行了叶轮式风速表实例测试,对测试实例进行了不确定度评定与分析并作了示值误差的符合性判定;结果表明,5 m/s及以下时不确定度的最主要来源为风洞流场总压和静压差的测量,5 m/s以上时不确定度的最主要来源为风洞流场的不均匀性、皮托管与气流夹角等影响量,可通过提高微压计精度、减小风洞流场不均匀性和减小皮托管与气流夹角等方式进一步减小测量不确定度。     

机头结冰对大气数据系统测量影响研究

大气数据传感器安装于机头部位的飞机在遭遇结冰气象时,机头结冰会影响大气参数的测量精度。采用计算流体力学方法,对某两型运输飞机的大气数据系统进行模拟,考虑在机头结冰情况下的大气数据系统静压系数和迎角测量值的变化,获得了机头结冰对高度测量和速度测量的影响差量。研究表明,在两型运输飞机机头结冰状态下,中小迎角对大气数据系统静压和迎角测量的影响较小;大迎角对大气数据系统静压和迎角测量的影响较大,对应的高度测量影响量超过了10 m,速度测量影响量超过了2 kn。研究结果对于同类型飞机类似方向的研究具有一定的参考意义。     

一种矿用皮托管式风速传感器设计

针对传统风速传感器因井下特殊环境常造成超声波探头性能减弱,不能正确反映环境风速值的问题,提出一种矿用皮托管式风速传感器设计方案,详细介绍了其原理及软硬件设计。该传感器采用S型皮托管测量风的压力,利用差压芯片计算差压信号值,并根据电信号、差压信号、风速之间的对应关系求取风速信息。实验结果表明,在0.4～15m/s风速范围内,该传感器测量误差低于±0.2m/s,且具有较好的温度稳定特性、贮存特性和防潮防堵性能。     

深海高流速传感器研制

阐述了深海高流速传感器的工作原理、结构设计、工艺研究及信号处理技术,该传感器中流速测量采用毕托管原理,利用差压传感器测量流体总压与静压差,流向测量采用水向标原理,角度变化由磁阻芯片检测,并采用单片机进行数据采集和后续处理,使得传感器具有测量范围宽、准确度高、耐高静压、分辨力高、抗振动冲击、耐腐蚀、适于深海中流场测量等特点。     

微型智能低空速传感器的设计

利用大气中的两个物理参量大气静压力、大气动压力和空速的关系,分别用两个高精度压阻式绝对压力传感器对大气静压力和大气动压力进行测量,再用温度传感器对两个绝对压力传感器的测量值进行温度修正,将修正值作为多层感知机神经网络的输入,空速值作为输出.对标准或实验数据采用动批量法进行网络训练,得到网络各层的权值和偏置值,由此可以确定在任意静压力和动压力输入作用下,网络输出估计的空速值,最后借助数字信号处理器芯片实现微型智能低空速传感器的设计.实验结果表明通过训练、学习的传感器具有更高的精确度,同时能够很好地抑制时间漂移.并且很好地解决了低空速测量误差大的问题.     

风速传感器测量结果的不确定度分析与评定

研究以自动气象站风速传感器为实例,采用性能稳定、状态良好的被测风速传感器、计量标准器皮托静压管、主要配套设备风洞、数字微压计、自校式铂电阻数字测温仪、数字式标准干湿表、数字气压表.以大量的重复性检定试验为数据基础,通过后期数据分析处理,评定其在风洞试验室检定影响检定结果的测量不确定度.针对风速传感器的测量不确定的评定方...     

A型地铁空调系统及客室内流场数值分析

为给目前国内A型地铁车辆的舒适度设计提供理论参考,针对地铁车辆静压风道结构特点,基于k-ε两方程湍流模型和SIMPLE算法,建立包含空调送风风道和客室的三维计算模型.对计算模型的空气流动和传热状况进行CFD数值计算.计算过程综合考虑车体壁面传热和人体散热等多种传热.分析计算结果得到客室内温度场和速度场的分布规律,并对空调通风设计方案进行量化评估.计算结果表明:客室内人体头部区域温度场分布均匀,平均温度为26.6℃,最大温差为6℃;车厢内有较理想的气流组织形式,速度分布范围为0.50~0.79 m/s,而且客室端部和中部区域人体头部周围速度较大.将计算结果与欧洲EN 14750-1标准进行对比分析,认为乘客的舒适性较好.     

液体流量标准装置中调节阀后流速分布研究

为了解决调节阀对管道中流体的扰动问题,采用皮托管取压的方式对调节阀扰动后的流速分布进行了研究。通过改变皮托管沿管道径向深入管道的距离,对距离调节阀各管径处的水流流速进行了测量,得到了各距离的流速分布图。结果表明,10倍管径长度的直管段还不能够完全将调节阀扰动后的水流流速分布转变成以管道中心线为中心的对称流速分布。该试验结果为计量检定标准装置的设计、流量计的检定和校准等奠定了基础。     

考虑运动受限的履带式移动机器人轨迹跟踪控制

针对履带式移动机器人的轨迹跟踪控制问题进行研究,首先,建立了履带式移动机器人的运动学模型和跟踪误差模型;其次,设计了转速有限时间控制和线速度滑模控制的轨迹跟踪控制律,并给出了考虑运动受限作用下的控制律修正表达式;最后,基于MATLAB对所提控制律进行仿真,对比分析了不考虑运动受限情况下跟踪控制效果;结果表明,设计的跟踪控制律能够实现履带式移动机器人对圆轨迹的有效跟踪,且考虑运动受限作用的控制律更加符合实际;文章研究分析了运动受限作用对于移动机器人轨迹跟踪控制的影响,分析结果对其他移动机器人的运动控制研究具有参考价值。