音速喷嘴气体流量标准装置的误差分析

由于音速文丘利喷嘴具有结构简单、体积小、性能稳定、重复性好、精度高等优点 ,被作为气体流量传递标准 ,在国内外得到广泛的应用。下面主要以常压法为例分析其工作原理和误差来源。1　音速文丘利喷嘴气体标准装置的工作原理常压法音速文丘利喷嘴气体标准装置如图 1所示。用 8只不同规格的标准喷嘴并联 ,有 3种管径法兰连接被校仪表 ,通过电磁阀根据流量大小选定不同的喷嘴组合 ,可产生 2 5 5种不同流量。图 1　音速文丘利喷嘴气体标准装置工作过程 :打开压缩机和真空泵 ,操作者输入所需参数 ,计算机根据设定流量大小自动打开相应的喷嘴开…     

蓝牙无线流量标定系统研究

为了标定无线大口径电磁水表该,表具是全密封无引出线结构不能采用传统的标定方法,因此,专门开发一套基于蓝牙通讯的无线标定系统。标定系统在通讯方式上采用蓝牙通讯方式可以直接与电磁水表无线互联,在标定方法上采用标准表计量法。标定系统通过上位机对被校表进行无线授时、异步下发指令、同步计量累计量方式进行标定,该标定系统架构简单、引入误差小,无需接线、效率高,可同时标定15台准确度等级要求为1级的大口径无线电磁水表。     

新型家用煤气表的标定装置

首先阐述了煤气准确计量的意义及国际法制计量组织(OIML)于l995年对标定设备准确度提出的规定;接着分析了我国家用煤气表标定装置的现状,介绍了新型家用煤气表标定装置的技术指标与功能特性;最后指出,采用临界流文丘利喷嘴作为量值传递标准是煤气表标定技术的发展方向.     

MEMS气体流量传感器的简易流量测试装置

为了完成所研制的MEMS气体流量传感器样品的流量测试与标定,设计制作了一种由标准流量发生器和传感器信号读出与数据采集电路组成的简易流量测试装置。标准流量发生器由注射器和可更换的砝码组成,利用不同的砝码配重,在注射器出气口产生合适的恒定气体流速。通过理论分析和Ansys有限元数值仿真,验证了简易标准流量发生器的可行性。传感器信号读出与数据采集电路基于内建多路A/D转换器的单片机实现,具有传感器加热电阻器的恒温控制、流量信号的数字检测和显示的功能。采用该简易流量测试装置对自行研制的MEMS气体流量传感器进行了流量测试与标定,获得了待测器件的标定参数、传感器流量测量的绝对误差和相对误差。     

液体自校正涡轮流量传感器的标定

自校正涡轮流量传感器从测量原理到测量方法,均有别于传统的涡轮流量传感器,因此,不能用传统方法来标定自校正传感器。本文介绍作者研究制定的自校正涡轮流量传感器的标定方法。     

LWGQ气体涡轮流量传感器

LWGQ型气体涡轮流量传感器是一种高精度的气体流量传感器,可解决多种流量计无法测量的气体小流量。它与相应的信号转换器结合可实现流量信号的传输,与相应的流量积算仪相配可实现瞬时流量和累积流量的显示与控制。广泛用于石油、化工、冶金、科研等领域的一般气体、天然气、煤气等气体计量与控制系统。     

变面积临界流文丘里喷嘴特性研究

针对目前气体流量计量领域临界流文丘里喷嘴临界流量不可调节或调节困难的情况,提出一种喉部过流面积可调节的变面积临界流喷嘴.通过结构分析、建模计算、流体力学Fluent仿真等方式,对棒状节流体、锥状节流体、台锥状节流体三种不同调节方式进行研究分析.结果表明:采用三种不同节流体的变面积临界流文丘里喷嘴均能实现临界流流量的调节,在背压比小于最大允许背压比后,流量保持一稳定值,基本不变.建模计算得到的理论值与Fluent仿真到的数据较为符合.     

基于文丘里的湿气流量测量实验研究

对可应用于民用湿天然气流量测量的小口径文丘里管进行了实验研究。通过一台气流式雾化器用氮气把水雾化成湿气,再通过一台入口直径6mm,直径比0.567的文丘里管进行在线流量测量,获得了一定工况参数范围内不同压力、气体密度弗鲁德系数和洛克哈特-马蒂内利参数下的湿气虚高特性数据。分析了洛克哈特-马蒂内利参数、气液密度比、气体密度弗鲁德系数、韦伯数和液气体积比对湿气虚高修正系数的影响。调研了基于差压流量计的7种虚高指数修正关系式,并根据实验数据改进了R-H关系式。提出了针对小口径文丘里测量湿气的气相流量计算模型。实验结果表明,在压力0.5~2.0 MPa,气体密度弗鲁德系数1.0~8.5,洛克哈特-马蒂内利参数0~0.34, 气相体积比95%~100%范围内,该模型修正的气相流量相对误差小于士2.1%,气相均方根误差为1.2%,优于其他模型的修正结果。     

用于半导体气体传感器的程控标定系统

组建了一套用于半导体气体传感器的程控标定系统。该系统使用一台四路输出的程控直流电源对半导体气体传感器进行编程加热 ,计算机控制质量流量计实现低体积分数被测气体的精确配气并实时采集传感器的响应信号。该系统可对由四支气体传感器构成的阵列进行多种工作模式的标定。     

微气体流量传感器

介绍了一种硅微桥结构热式流量传感器的结构和工作原理。采用单片机对传感器的输出信号进行处理，构成一个完整的测试系统，使系统具有定时、定量、测量、非线性补偿等功能。     

气体流量计远程校准系统研究

为了探索气体流量计的校准方法,对其远程校准技术进行了研究.阐述了量值传递和远程校准的原理,设计了系统架构,研制数据采集终端,开发校准软件平台,并建立了实验系统,进行了实验.结果表明:数据采集终端与平台通信良好,数据能实时准确传送,校准平台对实验系统内仪表进行校准,得到该远程校准系统的扩展不确定度为0.52％(k=2),系统具有实际应用的可行性.     

液体流量标准装置中开式换向器测量误差模型研究

针对液体流量标准装置中开式换向器对流量测量带来误差问题,分析了目前开式换向器测量不确定度分析中存在的局限性;在考虑换向挡板位置及喷嘴流速分布实际情况的基础上,建立了换向挡板在换入/换出行程的不同位置时引入的开式换向器流量测量误差模型。采用改变换向挡板位置的方法,并基于新建模型对开式换向器在流量测量中引入的测量误差进行了理论计算,计算结果与试验数据进行了比对,取得了较好的一致性。结果表明,本文建立的换向挡板在换入/换出行程的不同位置时引入的测量误差数学模型是合理的,能够满足开式换向器流量测量误差的分析计算。     

MEMS-based gas flow sensors

Micro-electro-mechanical system (MEMS) devices integrate various mechanical elements, sensors, actuators, and electronics on a single silicon substrate in order to accomplish a multitude of different tasks in a diverse range of fields. The potential for device miniaturization made possible by MEMS micro-fabrication techniques has facilitated the development of many new applications, such as highly compact, non-invasive pressure sensors, accelerometers, gas sensors, etc. Besides their small physical footprint, such devices possess many other advantages compared to their macro-scale counterparts, including greater precision, lower power consumption, more rapid response, and the potential for low-cost batch production. One area in which MEMS technology has attracted particular attention is that of flow measurement. Broadly speaking, existing micro-flow sensors can be categorized as either thermal or non-thermal, depending upon their mode of operation. This paper commences by providing a high level overview of the MEMS field and then describes some of the fundamental thermal and non-thermal micro-flow sensors presented in the literature over the past 30 years or so.     

Ultra-low pressure sensor for neonatal resuscitator

A Venturi-type flow sensor has been designed and fabricated for neonatal respiratory assistance to control airway pressure and tidal volume. As the low flow range and sensing principle require the measurement of correspondingly very low pressures, a very responsive sensor, based on a polymer membrane acting onto a piezoresistive cantilever force sensor based on low-temperature co-fired ceramic (LTCC), was developed. This paper details the 3D modelling, manufacture, assembly and characterisation of the sensor. Compared to expensive and fragile MEMS-based devices, this sensor, based on LTCC, thick-film technology and polymer parts, provides an accurate and robust, yet low-cost alternative.     

倾角传感器自动标定系统的研究

为了解决手动标定方法效率低、精度低的缺点,采用自动控制伺服电机分度的方法来实现倾角传感器的自动标定,并采用闭环控制系统和角度误差补偿与温度补偿方法来保证标定的精度。自动标定系统中利用单片机技术整合数据和控制系统,并通过软件编程将系统各部分整合起来,不但标定精度高,而且,工作效率也得到了提高。     

基于文丘里流量传感器的湿气两相流量模型研究

研究旨在通过计算流体动力学(CFD)仿真技术预测的湿气气、液两相流量.以双差压长喉颈文丘里流量传感器为测量手段.模拟压力范围0.4,0.6,0.8,1.0,1.2 MPa,气相体积流量范围为140～283 m3/h,温度范围23 ～30℃,含液率范围0.5％～1.5％.文丘里流量传感器口径为DN100,节流比为0.55.多相流模型采用离散相模型(DPM),利用欧拉壁面(EWF)模型以模拟管壁上的薄液膜.分析得出压力、气相流速和液相体积含率(LVF)对液膜厚度的影响规律.根据仿真结果建立基于双差压比值法的气、液两相流量预测模型.将仿真值与实验值进行比较,气相流量模型预测的均方根误差为1.8％,且液相流量模型预测的均方根误差为6.1％.     

卟啉传感器气体检测系统流量控制研究

针对目前卟啉传感器气体检测系统中采样气体流量控制的不足,提出了一种控制精度高、响应速度快、超调量小的流量控制系统。该系统利用增量式PID算法调整PWM脉冲信号的占空比,从而间接地改变直流电机两端电枢电压的大小,实现对采样气体流量的控制。流量控制精度为±1.5 cm3/min,且气体流量仅需15.6 s就能达到稳定。实验结果表明:控制采样气体流量,有助于卟啉传感器气体检测系统准确、快速地实现对目标气体的检测。     

峰值流量仪标定系统

峰值流量仪是家用的哮喘监控仪器。它在临床使用和标定时的差异使得测量结果不够精确。为了提高标定准确度,在分析气体流态的基础上建立了标定系统的数学模型,并应用该模型对新研制出的峰值流量仪进行了标定。