置换法气体流量标准装置的设计

气体流量计量是科学计量的一个重要组成部分,针对目前采用的气体流量标准装置对于小流量气体计量准确度低,并且校准费用大,实现高精度的气体流量计检定及校准较为困难等问题,根据流体力学的基本原理,采用液体置换法设计了检测气体流量的标准方法。当液体以一定流量流入标准量器,测出了流入标准容器的液体流量,并与被校流量计的示值进行了比较,从而检测被测气体流量计的精度,同时在制备的样机上进行了试验。研究结果表明,该方法可以使装置的扩展不确定度为0.09%,校准精度达到0.2级,满足设计的要求。该气体流量标准装置具有操作方便、稳定性高、重复性好等优点,特别是在高准确度小流量气体测量方面具有极大的优势。     

油流量标准装置的系统方案设计与研究

设计了一套DN(15～400)mm油流量标准装置,其装置同时采用标准体积管法、称重法和标准表法三种方法,三种方法可以相互验证,相互比较,从而可极大地提升油流量计检测的可靠性和效率。文中对装置的实验室布局、循环储油系统、泵房系统、稳压系统、过滤消气系统、密度测量系统等部分的方案设计作了详细介绍。     

高精度宽量程大口径液体流量标准装置的研制

针对基于静态质量法与标准表法相结合的高精度宽量程大口径液体流量标准装置研制这一关键技术问题,通过储水池防波稳流构造、水泵变频调速稳压、稳压罐结构优化及罐内液体状态监测、管路优化布置和管道流场监测等技术集成,形成了集“源-输-管-测”于一体的液体流量标准装置流场稳定保障技术。通过换向智能测控、高精度标准器及自动核查、阀门泄露监测、数据自动识别等技术,提升了装置的可靠性和准确度。     

PVTt法气体流量标准装置中标定时间的确定

PVTt法气体流量标准装置是测量气体质量流量的一种高精度标准装置,通过测量装置中标准容器内充气前后的气体压力、温度来确定流过被检表的气体实际质量流量值.该气动系统中的充气过程是热力变化和传热变化的复杂过程.该文运用热力学、气体动力学中喷管及激波理论,研究了标定时间理论值的计算,并进行了实例分析.研究表明启动段时间对测量精度影响甚微,而充气过程中的多变指数n及控制元件(喷管)的选用对测量精度影响较大.     

数字式流量阀的研制

在气动系统中,控制气体流动速度及控制信号延迟时间的长短等是经常遇到的,这些往往是通过调节压缩空气的流量来实现的。现在的各种流量调节阀,由于其本身带来的不可避免的缺点,如滞后、非线性、调节幅度变化范围窄小,以及难以用现代化手段对调节阀加以控制。随着电子技术的日益发展,传感器和调节器的不断变革,使我们需要设计出一种达到具有高精度且又能与现代电子技术相配合的新型调节阀。本文所设计的数字式流量调节阀,是以二进制原理为基础,又将不可调节的流量控制装置和可调节的流量控制装置结合     

基于帕斯卡原理的新型电液力加载装置的研制

基于帕斯卡原理设计了一种新型的电液力加载装置。该装置采用电动缸代替传统加载系统中的流量/比例伺服阀作为执行元件,基于密闭液体的体积变化与压力变化之间呈反比的特性,通过电动缸活塞推杆挤压承压筒产生高压,从而实现大范围、高精度的压力控制。首先,基于系统的动力学原理建立了力加载系统完整的数学模型。其次,引入串级控制思想,根据系统的动态特性逐环设计了包含电动缸速度内环及压力控制外环的多闭环PID控制器,并通过仿真分析了系统的稳定性和控制效果。最后,对某型船舶轴系实施了动态力加载试验,实验结果表明该加载装置具有良好的动态加载性能。     

PVTt法气体流量标准装置参数的选择与确定

本文基于PVTt法气体流量标准装置的流量基本方程及装置的基本特征,详细分析与论证了装置主要参数,如标准容器容积V、充气初态Pi与终态压力Pf、质量流量qm或体积流量qv的选择与确定,特别对于该装置在整体上为非定常流中要保持流经流量计为定常流的基本特征、措施与气动设计方法作了全面、系统而深入的分析,涉及确定充气终态压力Pf的流动阻力系数的概念是首次由作者明确地引入的。     

移动式标准表法气体流量标准装置的抗震研究

移动式标准表法气体流量标准装置,可将标准表法气体流量标准装置通过车载的方式运至流量计使用现场进行流量计检定校准工作,但由于标准装置运输过程中和流量计使用现场的路况及动力设备的高度集成等因素的存在,使得抗震设计及其方法研究成为保证移动式标准表法气体流量标准装置在运行过程中稳定可靠的首要问题。该文对一套移动式标准表法气体流量标准装置通过加装弹簧减震杆及气囊减震系统的方法进行抗震优化,并通过一年的实际实验验证,验证了该抗震设计在保证此标准装置及其标准表性能稳定可靠方面的有效性。     

飞机喷口滑油泵斜盘检测装置的研制

斜盘是调节喷口滑油泵流量的重要部件,定检时需专门检测。该文针对喷口滑油泵斜盘检测装置的要求,通过分析设计难点,设计了检测装置的机械机构,有效解决了高精度、高温以及复杂的安装位置精度等问题。在此基础上,以LabVIEW为平台,设计了斜盘的数据采集系统,给出了测试结果。经过使用表明,该检测装置具有精度高、安装简易、使用维护方便等优点。     

一种新型流量平衡阀的数值模拟和实验研究

设计了一种具有机械结构简单、通流能力强、流量控制精度高的大口径自力式流量平衡阀模型,采用标准k-ε湍流模型和SIMPLE算法对模型在不同阀芯位移下的流动特性进行了数值模拟,且搭建高精度动态流量平衡阀流量压差特性实验平台对设计的恒流量平衡阀实物模型进行了实验研究,结果表明该平衡阀具有低能耗和精度高的特点。     

基于称重法的水暖流量测量系统

为解决现有水暖产品流量测量装置性价比低、测量稳定性差的问题,本文通过介绍称重法流量测量系统的组成及其测试原理,说明其流量计算方法,分析流量测量总不确定度并与当前高精度流量计进行对比。结果表明:基于称重法的流量测量系统具有较高的测量精度。基于称重法的流量测量系统在实际运用中具备较高的性价比,值得推广。     

带钢纠偏设计和伺服系统性能分析

带钢纠偏对中广泛应用于冷轧各条生产线,对提高机组产量、成材率具有极其重要的作用。根据带钢纠偏对中的原理,从跑偏和纠偏角、纠偏速度和加速度、液压执行机构的设计选型、伺服控制系统的动态性能和品质分析等方面出发,全面研究和分析了带钢纠偏装置的设计和计算方法。带钢纠偏装置是一个大惯性、低压小流量、高响应和高精度的位置控制系统,工程设计时,必须根据处理线的机组速度、配置位置、入出口自由带钢长度、纠偏角和纠偏装置承受的负载等进行合理配置及设计选型,才能确保生产线的高速稳定运行。     

基于HART协议的超低功耗高精度流量变送器的研制

介绍了一种高精度智能化的超低功耗流量变送器。该流量变送器以MSP430F449单片机为核心,采用两线制仪表的电路设计方法,完成温度、压力和差压3路信号的模拟隔离和采集,依据流量计算模型得到流量值,并且将瞬时流量转换成4-20 mA的标准信号输出,并能够兼容HART通信协议。该变送器具有低功耗、高精度、智能化和抗干扰强的特点,测试结果表明,设计的变送器的测量精度达1‰,在高精度流量测量变送领域具有广阔的应用前景。     

音速喷嘴气体流量标准装置小流量检测出现的问题及解决方案

摘,,要:对音速喷嘴气体标准装置的研究、设计制造并对装置的校准及应用,发现现有国内大多数音速喷嘴气体标准装置对小流量检测精度低,或标定前的稳定时间太长。经过进一步探究,对装置进行了重新设计和改造,解决了装置检测小流量不准确问题和大大缩短了标定前的稳定时间。     

一种新型复合式电磁驱动燃气喷射装置的设计与分析

作为国际远洋船舶的主要动力装置,采用加入气体燃料的低速柴油机在实现节能减排方面拥有巨大潜力。燃气喷射装置作为缸内直喷的核心执行机构,对内燃机燃烧品质和热效率有着重要影响。针对现有电磁驱动喷射装置存在的流量小、驱动力弱等不足,提出一种新型复合式电磁驱动燃气喷射装置。首先,针对驱动机构及阀体提出新的设计思路,通过有限元方法分析了驱动机构的电磁特性及阀体流动特性,验证了设计可行性;其次,建立喷射装置的CFD仿真模型,归纳了流量特性规律;最后,建立试验平台,测试了驱动机构的稳/动态特性。仿真与试验结果表明,新型复合式电磁驱动燃气喷射装置具有高效节能、快响应、高精度的动态特性,对缸内预混特性等具有显著的改善效果。     

基于虚拟仪器技术的气体流量标定系统的设计

研究了应用虚拟仪器技术，结合音速喷嘴测量标定原理设计高精度气体流量自动标定系统的原理及软硬件结构。分析了系统的精度及不同数字滤波方案对系统性能的影响。试验证明，该方案具有成本低、精度高、自动化等特点，具有一定的参考价值。     

正压法音速喷嘴标准装置气源系统设计

为提高正压法音速喷嘴标准装置压力和流量稳定性能,提出了正压法气源系统设计的方法,设计包括气源及压缩气体净化系统,以及气源稳压系统。针对空压机出口气体特点,净化系统采用水冷型后置冷却器、高效除油器、精密过滤器、冷干机及吸干机组合的方式,并合理选择净化系统各部分参数,使得压缩空气达到-65℃左右的压力露点。系统采用自力式调压阀与稳压罐实现稳压功能,并用各个参量评估系统压力、流量稳定性能指标。最后通过实验验证设计效果,结果表明在同一流量点,滞止压力稳定性可以保持在0.2%以内,流量控制在0.03%以内,可以满足气体流量的检定需求。     

差压式流量计在企业能源计量的应用

笔者长期在企业从事自动化仪表和流量测量的技术工作。从上世纪60年代后期开始,根据《节流装置计算》、《流量测量节流装置设计手册》、《流量测量节流装置设计安装和使用》GB／T2624-81、《流量测量节流装置用孔板、喷嘴和文丘管测量充满圆管的流体流量》GB／T2624-93等资料与标准设计、制造、应用了几十年标准或非标节流装置。     

基于环控生保系统的气体排放控制装置模块化设计研究

气体排放控制装置作为电解制氧子系统中的关键单机,其主要功能在于将电解制氧子系统产生的氢气和氧气实现自动排放。产生的氧气用于维持空间站内航天员在轨时的呼吸,产生的氢气需及时排出以保证系统安全性,气体排放控制装置需具备高可靠性、易维护、易更换的人机工效学要求,以保障空间站能够长期在轨运行。基于上述需求,设计了一种基于环控生保系统的气体自动排放控制装置,该装置包含氢气正常及备份排放支路、氧气正常及备份排放支路。通过力学仿真及力学试验、流量仿真及流量试验,验证了模块化设计的气体排放控制装置的力学、流量等关键指标均满足要求,同时重量比指标要求降低20%,实现了产品的轻量化、小型化设计,对未来类似的集成化组件设计具有一定的借鉴与指导意义。     

标准流量积算仪的研究与实现

介绍了标准流量积算仪的基本功能,从硬件构成、仪表接口和控制逻辑几个方面,详细阐述了标准流量积算仪在计量检定和校准装置中的应用。在音速喷嘴气流量标准装置、钟罩式气体流量标准装置、静动态质量法水流量标准装置、静动态容积法水流量标准装置和标准体积管流量标准装置中,可以准确地采集标准计量时间、标准表和被检表的脉冲频率、脉冲累积量以及被检表的电流信号值。通过面板控制,DI端子触发和串口命令3种方式实现仪表的启停控制,以实现智能化采集,并根据数值大小调整小数点的显示位数。经测试比较,标准流量积算仪可以稳定高效地作为标准装置的计量仪表,达到了预期的设计效果。