基于RBFNN建模的动态流量软测量方法研究

本文通过对粘性流体在圆管中的层流和湍流流量方程对比研究发现,动态流量主要与管道中摩擦导致的压头损失、管道中最大的流速、流体温度变化有关,依据这一原理设计了基于径向基函数人工神经网络(RBFNN)的软测量模型.在伺服阀动态性能实验台上构建了数据采集系统,在新型动态流量测量管上安装超声波、压差、温度传感器来采集各种信息,其中流速信息采用一种新颖的超声波类时差法获取,用于标定的实际流量由无载液压缸的速度传感器获取.基于NeuroSolution软件中的RBF网络模块组成软测量RBFNN,选用部分采集数据作为学习样本对RBFNN进行训练,建立了动态流量的软测量模型.利用采集的数据的测试样本对RBFNN进行测试,通过流量预测曲线和实际曲线的对比,验证了该软测量模型具有很高的逼近精度.该软测量方法为动态流量的测量提供了一条新的途径.     

超声波热量表的设计研究

鉴于超声波传感器在管道上的安装问题,设计了直通式管道,彻底解决了超声波传感器的入射角问题,采用高精度的时间测量芯片TDC-GP2解决了时差法的测量精度问题,并采用了当前最流行的低功耗单片机MSP430作为积算仪,通过软件设置,使系统能以较低的功耗工作.     

基于TDC-GP2的超声波热量表

介绍了基于高精度时间测量芯片TDC-GP2的超声波式热量表的具体设计.讨论了热量计量、流量测量、温度测量原理和热量表的设计方法.热量表中热水流量采用超声波时差法原理进行测量,超声波换能器为V型安装方式,有效地解决了管道堵塞问题.利用微控制器的休眠模式和超声波处理电路间隔供电等方法,大幅降低了仪表系统的功耗.     

带有温度自控装置的户用热量表流量计的设计

设计了一种在超声波热量表中用的测量管道。由于超声波测量管体、传感器安装孔、传感器穿线管和安装座在焊接为一体时,难以保证各部件的相互尺寸、位置精度要求,所以设计提出将以上结构一次铸造成型,并在实现一体化的基础上加装双金属测温器。由于采用一次铸造成型,所以精度高,便于大批量生产;由于加了双金属片测温器,及由其控制伸缩改变热水流量的方形板,可自动调控室内温度,可广泛用于取暖管的控制。     

基于超声波测距的管道螺旋测量系统

油气管道内检测(NDE)对管道安全可靠运行意义重大。提出了一种基于超声波的全新螺旋测量方法,设计制作了基于单片机的螺旋测量系统,整合超声波距离传感器和数字电位式角度传感器,连接螺旋管道机器人进行实测实验研究;管道内壁模型采用MATLAB编程进行实验数据反演,并与数学模型对比分析。结果表明:实验结果模型与数学模型结果吻合,同时该方法使用传感器少,测量覆盖面大,可无接触对管道内壁进行测量,精确描述管道内壁的三维模型,为管道的维护与保养提供可靠数据。特别对于微小管径管道、无压油气输送管道以及油气钻井中的随钻测量领域有一定的应用前景。     

双路低功耗超声明渠流量计的研制

针对超声波明渠流量测量中液位面波动对测量精度的影响,以及电池供电的问题,提出了一种双路低功耗超声明渠流量计的设计方法。采用2个超声波传感器,设计了基于MSP430单片机为核心的低功耗超声明渠流量计,实验表明该流量计测量精度高,功耗低。     

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.     

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。     

内燃机车随车油耗仪的研究

内燃机车随车油耗仪分别用涡轮流量传感器和数字集成温度传感器DS18B2 0 ,测量柴油机进、回油管道的燃油流量和温度 ,并用智能流量积算仪完成流量测量的修正、耗油量的计算和存储等功能。从提高油耗仪测量精度的角度出发 ,对系统测量精度进行了分析 ,并重点介绍了提高涡轮流量传感器测量精度的措施。对智能流量积算仪的硬件、软件以及系统的抗振动和抗干扰措施进行了介绍。随车运行结果表明 ,油耗仪的测量精度达到± 1. 5 %。     

基于DSP的高精度超声波流量控制系统

传统的流量计无法满足高精度检测的要求,文中介绍了一种基于DSP的高精度超声波流量控制系统.该系统利用时差法原理,由DSP控制超声波传感器的换能器A、B分别发射和接收超声波信号,并通过软件计收发过程的时间差,从而计算出流量.实验证明:测量精度可达到2%.     

基于超声波的汽车倒车防撞系统设计

为了增加汽车倒车时的安全性,设计了一种基于超声波的汽车防撞系统,给出了该系统运行的基本原理及构成.介绍了系统硬件组成,并对硬件进行了选择.以超声波传感器为重点,说明了超声波测距的原理以及超声波发射与接收电路.针对该系统的功能,对控制软件进行了设计.     

基于PLC的超声波探头自动定位系统

为实现大型回转件超声波探伤系统中探头的自动定位,研制了一种基于可编程逻辑控制器(PLC)的闭环控制系统。根据工业现场的实际环境,设计了以带AD转换模块的小型PLC为控制核心,利用位置接近开关、微型继电器以及直流小电机阵列来实现对超声波探头对工件表面的实时跟踪,保障无损检测信号的采集精度。介绍了系统的硬件(控制电路及机构设计)组成和基于PLC编程器的软件开发。     

超声波气体流量计的管道模型仿真和误差分析

为满足不断发展的超声波气体流量计测量精度的需要,改进传感器的设计精度和有效降低安装测试及样机调试成本,针对制约超声波气体流量计测量精度主要误差源之一的管道流场分析问题,结合计算机建模数值仿真技术及实验技术对其流场设计参数以及弯管安装条件等对超声波测量误差产生原因进行定量分析.理论研究和仿真实验结果表明,可以量化分析气体超声波流量计流场误差产生的原因、范围,并通过限定流场修止系数更有效地降低其测量误差,这项研究对该超声波气体流量计的优化设计和工程应用具有一定的指导意义.     

超声波测距传感器在回转窑窑体变形误差检测中的应用

介绍了采用超声波测距传感器检测回转窑窑体变形误差的工作原理,设计和开发了基于单片机控制的8路超声波数据采集系统的发射与接收电路及其相应的软件,同时考虑了环境温度对波速的影响,通过温度补偿的方法来校正波速,因而检测系统的测量精度高。     

地下管线安全监测系统

为了防止地下管线被破坏,开发了一种基于ZigBee无线传感器网络的地下管线安全监测系统.监测系统由上位PC机、基于CC2530的中心控制节点和传感器节点以及传感器模块组成.在分析地下管线安全监测系统特点的基础上,确定采用长直线型拓扑结构.搭建了具有1个中心控制节点和5个无线传感器节点的无线传感器网络.设计了声音传感器和震动传感器节点的硬件电路.用C语言在IAR Embedded Workbench for MCS-51 Evaluation环境下开发无线传感器节点程序.基于Qt Crealor平台开发了上位机控制系统软件.     

超声波气体流量计中传感器参数选择

超声波流量计设计关键内容之一就是处理每一路超声信号,确定信号质量对于精确测量传播时间是否接受,并从中提取流动信息.如果超声信号本身就存在问题,则传播时间测量和流量测量都不会正确,文中就产生超声信号的超声波传感器主要参数的选择列举了选择条件.     

油气润滑ECT传感器的管道电容及其影响

采用COMSOL软件建立油气润滑电容层析成像传感器的三维物理模型,推导计入管道电容的数学模型;定义管道电容影响系数,分析管道厚度和管道半径对其影响.在算法中计入管道电容对环状流进行图像重建,并对重建图像质量进行评价.研究结果表明:管道电容影响系数可以表征管道电容对测量电容的影响;管道厚度增加或管道半径减少,管道电容对测...     

基于FLUENT的水阀内置流量传感器设计及流场仿真

建立了轴流式叶轮流量传感器工作时的流体数学模型,对水阀内置流量传感器进行了结构设计,并在分析了传统涡轮流量传感器结构基础上提出了改进意见.利用CFD软件FLUENT对所设计的流量传感器进行了流场仿真,为该传感器进一步优化提供了参考.     

基于超声波的插入式钢水温度测量装置设计

根据超声波在棒状固体介质中的传播速度与该介质温度的关系,设计了一种基于超声波的插入式钢水温度测量装置,该装置能够实现对钢水温度的实时连续测量。感温导杆设计成棒状结构,不仅方便插入钢水测量其温度,而且简化了温度测量原理。采用高速高分辨率硬件电路和软件细分插补算法,可以精确确定超声波回波传播的终点时刻,得到精确的超声波传播时间并计算出对应的温度值。该温度测量装置可以灵活地应用于各种高温环境的温度测量和涉温控制领域。     

新型管路液流脉动衰减器的数值与试验研究

载流管路中的液流压力脉动是造成管路系统振动的主要原因,因此消减液流脉动对管路安全具有重要意义。本文根据声学滤波器的基本原理设计了一种新型实用的液流脉动衰减器,通过数值仿真软件FLUENT建立了该衰减器的二维非稳定流动模型,并推导了管路中柱塞泵输送液流的入口条件,分析了不同频率下衰减器的液流脉动衰减性能。在数值模拟的基础上制作了脉动衰减器的实物模型,设计并搭建了柱塞泵管路实验平台,对脉动衰减器的相关性能进行了试验研究。通过数值模拟结果和试验数据的对比分析,发现该液流脉动衰减器具有作用频带宽、液流脉动衰减效果好的特点。此外,该衰减器结构紧凑、安装维护简单,便于工程实际应用。