高精度管道漏风量测试仪的设计及实验研究

作     者：张白 曹威 蒋尊阳 孔德超 王胜南 ZHANG Bai;CAO Wei;JIANG Zunyang;KONG Dechao;WANG Shengnan

作者机构：北方民族大学电气信息工程学院宁夏银川750021 

出 版 物：《机电工程》 (Journal of Mechanical & Electrical Engineering)

年 卷 期：2024年第41卷第10期

页      面：1784-1792,1805页

学科分类：08[工学] 080401[工学-精密仪器及机械] 0804[工学-仪器科学与技术] 0835[工学-软件工程] 0802[工学-机械工程] 081102[工学-检测技术与自动化装置] 0811[工学-控制科学与工程] 080201[工学-机械制造及其自动化] 

基　　金：国家自然科学基金资助项目(52065002) 宁夏自然科学基金资助项目(2022AAC02045) 

主　　题：漏风量测试仪表 喷嘴流量 换向调零法 小波阈值去噪算法 压差测量精度 比例-积分-微分 

摘      要：现有的国产漏风量测试仪普遍存在测量精度低、自动化水平低的问题,为此,基于漏风量测试仪的原理,开展了漏风量测试仪的结构设计、系统设计及整机实验研究。首先,对漏风量的测量过程、喷嘴流量测量原理进行了研究,推导了喷嘴流量测量公式,并根据相关标准设计了角接取压方式的喷嘴结构,基于仪器操作便捷性要求,对整机结构进行了设计;其次,采用空气密度补偿公式完成了高精度流量自适应测量,设计了基于自锁式电磁阀的换向调零电路,采用换向调零法对压差传感器零点漂移进行了补偿,使用小波阈值去噪算法消除了信号噪声,提高了流量的测量精度;采用抗积分饱和比例积分微分(PID)算法对流量进行了闭环控制;最后,研制了管道漏风量测试仪样机,开展了压差与流量测量精度与重复性实验。实验及研究结果表明:该高精度漏风量测试仪工作状态稳定,压差测量精度为±0.4%,流量测量精度为±2%;该漏风量测试仪的测量精度优于国内同类仪器,符合国家标准要求,具有良好的市场前景。