基于涡街频率-扰动波频双模检测的湿气流量测量

作     者：李金霞 吴逸蒙 丁红兵 孙宏军 

作者机构：中国民航大学电子信息与自动化学院 天津大学电气自动化与信息工程学院 

出 版 物：《仪器仪表学报》 (Chinese Journal of Scientific Instrument)

年 卷 期：2024年

核心收录：

学科分类：08[工学] 080402[工学-测试计量技术及仪器] 0804[工学-仪器科学与技术] 

主　　题：湿气两相流 涡街流量计 扰动波频 仪表过读 流量测量 

摘      要：针对两相涡街湿气测量过读问题，提出基于涡街-扰动波频双模检测的过读校正与湿气流量在线测量方法。基于电导法构建了环形液膜参数测量传感器，分别设计了激励模块、采集模块、解调模块和上位机，考虑传感器的灵敏度和线性度对激励频率、电极宽度、电极间距等参数进行了优化设计。在环雾状流实验装置上进行了不同载气工况（气相流量和压力）和液相含量下的实流试验，分析了涡街过读和扰动波频随两相工况的变化。最后，建立了涡街过读与扰动波斯特劳哈儿数和气相韦伯数之间的关联式，结合牛顿迭代算法建立了湿气在线测量模型。预测结果表明，97.5%的流量点湿气测量误差在±1.5%以内，不确定度0.75%。与未进行过读校正的最大误差12.1%相比，湿气测量精度大大提升。模型利用扰动波频信息进行过读校正，无需进行液膜厚度标定，对介质导电性要求低，且标定系数少，因此模型适用性和拓展性可得到有效提升。