微机化超声波气体流量计的研制

超声波在气体中传播的声速随气体流动速度的变化而变化，通过测量管道上斜向对置的一对换能器间超声沿气流顺向和逆向传播的声速差，可以求出两换能器间气流的线平均流速，进而根据换能器放置角度和管径求得管道内气流的面平均流速及流量。和其它流量计相比，微机化超声波气体流量计具有简便，正确，无流阻，无压力损失，不受气体成分变化，对低频脉动气流及大管径大流速气体流量都能进行正确测量等独特的优点。本文将简要介绍微机化     

基于双声道的低压超声气体流量计数据融合方法

针对双声道的超声流量测量计测量低压中小管径流量时,超声波信号在低压气体中衰减大、信噪比低,导致某一声道的测量数据产生较大误差或错误,从而降低超声气体流量计测量的准确性和稳定性的问题,提出了一种时差法的双声道超声流量计数据融合方法。该方法首先对单一声道的时差数据进行粗大误差剔除和流量计算后,然后对数据进行预估处理获得流量状态,最后采用改进的卡尔曼融合方法计算管道内的平均流量,从而实现双声道气体超声流量计的数据融合和故障的判断。实验证明该方法的测量相对误差和重复性分别为-0.58%和0.21%。     

四声道超声波气体流量计自动增益控制电路设计

随着国民经济的迅速发展,冶金、化工等各部门对气体大流量的准确测量要求日益迫切。为了满足气体流量测量准确度不断提高的要求,超声波气体流量计被广泛应用于气体流量的检测与标定中。在超声波气体流量计的测量方法中应用最广泛的是时差法．时差法超声波气体流量计是通过测量超声波信号在流体中顺流和逆流传播时间之差来计算气体流速的,它具有准确度高、非接触测量、宽量程、无压力损失、安装使用简单等特点,     

多声路超声流量计积分模型的校准方法研究

多声路超声流量计属于速度式流量计,其积分模型的准确度对整个流量计测量准确度有着十分重要的影响,需要进行校准。根据圆管紊流理论,得到了不同条件下的流速分布曲线,分析了管道直径、粗糙度、平均流速等三个因素对多声路流量计积分误差的影响。对于实际应用中的流量计,管道直径不变,而流量与粗糙度可能随时间变化,并导致积分误差的变化,流量计校准时可将其引入不确定度评估中。     

气体超声波流量计流速修正系数的确定及其计算机在线处理

气体超声波流量计测量的流量是沿超声波传播途径上的线平均流速,不等于管内实际平均流速,必须加以修正。本文导出层流和紊流状态下的动力流速修正系数表达式,并介绍计算机在线处理方法,给出实验结果。     

基于静态峰值分布的超声波回波信号检测方法研究

超声波气体流量计在气体流量计量方面具有独特的优势而被广泛应用,然而超声波信号在管道内传播,受流速、噪声等因素的影响,超声波回波信号幅值会发生衰减,造成回波信号定位错误导致严重的计量误差。尤其在高流速情况下,使用常用的方法很难确定特征点,导致测量到错误的结果。为此,研究超声回波信号的峰值特性,提出一种基于归一化静态峰值分布的超声波回波信号的超声气体流量计数字信号处理方法。在静态条件下对超声回波信号进行归一化,提取超声波回波信号峰值分布得到静态峰值参考波。在动态条件下,判断回波信号峰值的与静态峰值参考波的对应关系,确定特征点后计算超声波传播时间。该数字信号处理方法在以MSP430微控制器为核心的数字系统中实现,并进行气体流量标定实验,可验证该方法和所开发的数字系统的有效性。     

探头局部扰流对超声流量计测量结果影响

插入式探头安装方式会对超声流量计内部流场产生扰动,进而影响测量结果。在高压空气流量标准装置上对DN100 mm和DN200 mm的气体超声流量计进行标定,结果显示探头局部扰流对超声流量计会产生负向误差,管道口径越小,局部扰流引入的误差越大。DN100 mm超声流量计在3～27 m/s的流速范围内的测量误差在–1.5%～–3%之间,而DN200 mm的超声流量计在1.4～13 m/s的流速范围内的测量误差在–1.2%～–2.1%之间。分析不同压力、不同流速下探头局部扰流对超声流量计测量结果的影响规律,并基于流速和测量误差对实验结果进行曲线拟合,提供了拟合曲线的数学模型。     

超声波流量计在能源检测中的选型及应用

超声波流量计是一种利用超声波脉冲来测量流体的速度式流量仪表。文章主要讨论用于测量封闭管道液体流量的便携式超声波流量计,对时差式超声波流量计和多谱勒式超声波流量计进行了研究分析,结合多年的实际应用经验,系统阐述了超声波流量计的工作原理;从仪表性能、被测介质性质等方面总结了选用超声波流量计的原则,并对应中如何选择布置测点、安装、维护提出具体建议,为用户合理选择和应用超声波流量计提供了一些可以借鉴的经验和方法。     

CLJC超声波井下流量计在分层注水井中的应用

超声波流量计是一种利用超声波脉冲来测量流体流量的速度式流量仪表,它是通过检测流体流动时对超声束（或超声脉冲）的作用,来测量体积流量的。并随着电子技术、数字技术的发展,利用超声波脉冲测量流体流量的技术发展迅速。为解决分注井因井脏电磁流量计测不出资料的问题,引进推广使用超声波流量计,应用于分层测试项目。解决了长期未作业井和因井脏油污造成的资料不合格或测不出的情况。在这里主要介绍超声波流量计结构和测量原理及技术指标及超声波井下流量计在分层注水井中的应用。     

频差法超声波流量计电路改进

前言 为保证安全用水,合理用水,实行成本核算,常要求对水厂的进水量、出水量进行正确的计量。虽然传统的计量仪表种类较多,但都不能很好地满足水厂的要求。超声波流量计,由于其传感器可安装在被测管道的外壁上对流体进行无接触测量,以及不会产生水头损失,因而最适合于水厂中用来计量水的流量。 一、流体的超声波测量原理 众所周知,超声波在媒质中的传播速度系随煤质的流动速度而改变,利用这一原理即可测定流体的流速。而用流速乘以管截面即可求出通过该管道的流量。 测定超声波传播速度的方法很多,诸如:时差法、相差法、频差法、多普勒法、…     

时差法超声波流量计流速修正系数的数值模拟

文章利用了计算机数值模拟的方法得出了超声波流量计流速测量的修正系数，这种数值模拟的方法是基于计算流体力学（CFD）软件Fluent上实现的。通过计算在不同的超声波波束直径和不同雷诺系数下流速测量的修正系数，与利用数学分析计算方法得出的结果进行了相应的比较，结果表明，两种方法得出的修正系数具有很好的一致性。因此，对于在更为复杂的测量环境中，流速的修正系数用数值模拟的方法具有很好的辅助作用。     

基于机器学习算法的超声流量计使用中检验

为保证使用中超声流量计的准确度,基于随机森林算法,建立了超声流量计使用中检验预测分析模型。研究了超声流量计使用中检验程序。首先,获取超声流量计的信号质量数据、流态指标数据、以及计量性能数据;其次,采用随机森林算法对使用中超声流量计的流量偏差进行预测,预测值与真实值的偏差在0.76%以内,分析了影响使用中超声流量计测量准确度的各数据对超声流量计性能的影响程度;最后,对预测模型的不确定度进行分析,其扩展不确定度U=0.92%~0.22%(k=2)。     

烟气超声流量计时间测量准确度校准方法研究

大口径气体超声波流量计广泛应用于烟道排放监测和工业控制等领域。超声波流量计的传播时间测量准确度校准是非实流校准的重要环节,通过建立超声波流量计时间测量准确度校准装置,实现对大口径气体超声流量计传播时间的非实流校准。该文首先提出3种不同的超声流量计传播时间校准方法,分析不同方法的影响因素,其次通过改变探头间距离,对不同探头间距时超声波流量计传播时间的测量误差进行校准。试验结果表明:超声波流量计传播时间的测量误差随距离变化,并确定利用标准声速对超声波流量计传播时间进行修正的方法更为准确,测量结果不确定度为0.2%。     

基于收缩流动的气体超声流量计声道稀疏化及测量方法

为了提高低声道数超声流量计的准确度水平,在传统超声流量计的基础上设计了一种具有收缩流动结构的低声道数超声流量计。采用数值模拟研究了渐缩管中收缩流动的流场特征,确定了渐缩管的几何参数及超声探头的安装方式。通过空气实流实验,研究了单声道及双声道在收缩流动条件下流量计量的基本特性。在流量范围27~432m3/h,管径范围100~150mm进行了实验验证。结果表明:收缩流动的数值模拟结果与理论模型相吻合,当渐缩管的收缩比由2增大为6,被测流场均匀区占比显著增大;当收缩比固定不变时,随着流量的增大,边界层厚度显著降低。通过实流实验比较不同结构和配置超声流量计的测量结果,发现单声道收缩管超声流量计的准确度水平显著优于传统单声道气体超声流量计,与传统双声道气体超声流量计的准确度水平相当。     

基于电磁感应原理的多电极流量测量方法

传统的两电极电磁流量计的测量精度易受流量计前后直管段长度的影响，而且在流速低于0.25m/s时测量误差将明显增大。针对上述问题，提出了一种8电极的电磁流量计，它由8电极传感器、多通道放大和采样电路以及嵌入式PC104微处理器组成。实验证明，这种流量计可以基本消除流速分布不对称对测量结果的影响，在低流速时测量精度有明显的提高。     

大中型泵站现场流量测试技术及应用

大中型泵站机组的现场流量精确测试，长期以来一直被认为是个难题，在国内属于起步阶段。根据美国ACCUSONIC公司的7510P型移动式多声路超声波流量计在低水头泵站的单机流量测量原理，结合在江都二站进行的仪器验收试验，介绍了超声波沆量计在低水头泵站中测试方法，并对流量、效率试验成果作了介绍。多声路超声波流量计的成功应用，增添了国内低水头泵站现场流量精确测试的新方法，为今后类似泵站的流量、效率测量应用积累了经验，同时对泵站的设计、建设和管理将起到积极作用。     

无节流元件蒸汽流量测量的一种可行方法

介绍了目前常用的蒸汽流量测量方法--直接测量法,对其测量原理、特点及测量误差进行了分析。针 对系统工况负荷变化频繁、蒸汽流量经常出现大幅度波动、直接测量流量误差较大的问题,提出了一种流量软测 量,即无节流元件的蒸汽测量方法。利用此方法对蒸汽流量进行计算,并与实际流量计测量值对比,得出在流量波动时,流量计测量误差为10%,而软测量误差最大不超过5%。     

基于MSP430F447的超声波流量计的设计及实现

超声波流量测量作为一种非接触测量技术,在生产生活中具有良好的应用前景。设计了一种基于超低功耗16位单片机MSP430F447微控制器的时差式超声波流量计,采用具有温度测量功能的高准确度时间测量芯片TDC_GP2,测量的时间差具有50ps的分辨率,同时还可以测出流体温度,自动补偿由于温度变化而带来的误差,LCD液晶动态显示瞬时流量和总流量等参数,具有通信模块,在大规模应用时还可以由上位机统一管理,提高了应用的自动化程度。实验表明,该流量计功能较齐全,功耗低,具有高的静态准确度和可靠性,非常适合在油田、供水等条件下液体流量的检测,是一个实用的流量测量仪器。     

涡轮流量传感器测量水平泡状流数学模型研究

对涡轮流量传感器测量水平泡状流的数学模型进行了研究,提出了水平环形通道内混合流体的虚拟速度剖面指数,分析了混合流体中气泡对叶片的阻力影响,得出虚拟速度剖面指数随体积含气率变化的规律.在气液两相流实验装置上,通过理论计算与实验结果的比较,验证了数学模型的有效性.