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水平式金属管浮子流量计的仿真与实验

天津大学学报 2006年第9期39卷 1099-1104页

作者：叶佳敏张涛天津大学电气与自动化工程学院天津300072

利用基于计算流体力学的流量传感器设计方法实现了对适合安装于水平管道的特殊结构的金属管浮子流量计三维湍流流场的数值仿真研究．流场仿真所需的模型采用GAMBIT软件建立,通过FLUNT软件进行仿真,仿真过程中利用受力平衡来控制计算精... 详细信息

利用基于计算流体力学的流量传感器设计方法实现了对适合安装于水平管道的特殊结构的金属管浮子流量计三维湍流流场的数值仿真研究．流场仿真所需的模型采用GAMBIT软件建立,通过FLUNT软件进行仿真,仿真过程中利用受力平衡来控制计算精度．数值仿真结果和物理实验结果比较,浮子受力平衡误差绝对值为2．01%时,流量误差绝对值为0．70%,证实了仿真结果的准确性．同时,利用流场仿真信息对流量传感器结构做了进一步的优化,解决了水平式金属管浮子流量计在大流量下的浮子振动问题．

关键词：金属管浮子流量计水平式安装数值仿真流量传感器设计方法结构优化

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浮子流量传感器黏度特性实验

天津大学学报 2007年第12期40卷 1436-1440页

作者：叶佳敏张涛天津大学电气与自动化工程学院天津300072

为了研究配有不同类型浮子的浮子流量传感器在中黏度非牛顿流体中的特性,研制了3种新型的浮子,加上目前普遍应用的DF-M型、CF-M型浮子,对5种不同类型的浮子分别在水以及动力黏度为31 mPa.s、65 mPa.s和85 mPa.s的甲基纤维素水溶液中进... 详细信息

为了研究配有不同类型浮子的浮子流量传感器在中黏度非牛顿流体中的特性,研制了3种新型的浮子,加上目前普遍应用的DF-M型、CF-M型浮子,对5种不同类型的浮子分别在水以及动力黏度为31 mPa.s、65 mPa.s和85 mPa.s的甲基纤维素水溶液中进行了黏度实验.通过分析流量与浮子流向高度之间的关系曲线以及黏度影响率,发现在中黏度的甲基纤维素水溶液中CF-V型、CF-M型浮子具有很好的黏度适应能力.CF-V型浮子具有最好的黏度适应能力,在所研究的黏度范围内,其黏度影响率的最大值为1.107%,故CF-V型浮子可以作为减黏浮子的基本类型.给出了浮子形状对传感器黏度适应能力影响的基本规律.

关键词：浮子流量计非牛顿流体黏度试验浮子

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小管径管道气液两相流空隙率电容传感器设计

仪器仪表学报 2010年第6期31卷 1207-1212页

作者：叶佳敏彭黎辉清华大学自动化系北京100084

为了测量微小管道(内径5 mm)中气液两相流的空隙率,设计了具有螺旋结构电极的电容传感器。对螺旋电极电容传感器的螺距和电极宽度2个主要结构参数进行了仿真研究,结果表明当螺距在1.625~2.85倍管径、电极宽度在0.200~0.280倍螺距之间变... 详细信息

为了测量微小管道(内径5 mm)中气液两相流的空隙率,设计了具有螺旋结构电极的电容传感器。对螺旋电极电容传感器的螺距和电极宽度2个主要结构参数进行了仿真研究,结果表明当螺距在1.625~2.85倍管径、电极宽度在0.200~0.280倍螺距之间变化时,最大检测场均匀性误差小于25%,流型变化对空隙率的测量结果影响不大。静态实验结果表明,具有最优结构参数的传感器在分层流的空隙率测量中表现出了很好的线性特性。

关键词：气液两相流电容传感器空隙率小管径灵敏度分布有限元仿真

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基于MCMC方法的电容成像图像重构算法

仪器仪表学报 2012年第3期33卷 481-490页

作者：叶佳敏彭黎辉清华大学自动化系北京100084

研究基于概率统计的电容成像图像重构算法,以马尔科夫随机场的方式给出介电常数分布的先验概率,利用电容成像(electrical capacitance tomography,ECT)线性模型得到似然函数,通过马尔科夫链蒙特卡罗(Markov chain Monte Carlo,MCMC)方... 详细信息

研究基于概率统计的电容成像图像重构算法,以马尔科夫随机场的方式给出介电常数分布的先验概率,利用电容成像(electrical capacitance tomography,ECT)线性模型得到似然函数,通过马尔科夫链蒙特卡罗(Markov chain Monte Carlo,MCMC)方法对介电常数分布的后验概率密度进行采样,马尔科夫链的转移核利用Metropolis-Hastings方法得到,结合嵌套迭代提高计算效率。仿真结果表明,嵌套迭代-MCMC方法在正则化参数设置合适的条件下,可以得到较好的图像质量,基于MCMC方法图像重构算法为解决ECT图像重构问题提供一种新思路。

关键词：电容成像图像重构马尔科夫链蒙特卡洛

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浮子流量传感器的仿真研究

传感技术学报 2008年第1期21卷 56-60页

作者：叶佳敏张涛天津大学电气与自动化工程学院天津市过程检测与控制重点实验室天津300072

为了完善计算流体力学在浮子流量传感器设计和优化过程中的应用,利用FLUENT软件对浮子流量传感器进行三维流场仿真,分析了入口条件以及浮子旋转对仿真的影响。分析结果表明,上述两个条件对于浮子流量传感器内部流场仿真结果的影响不大,... 详细信息

为了完善计算流体力学在浮子流量传感器设计和优化过程中的应用,利用FLUENT软件对浮子流量传感器进行三维流场仿真,分析了入口条件以及浮子旋转对仿真的影响。分析结果表明,上述两个条件对于浮子流量传感器内部流场仿真结果的影响不大,在定性的分析中可以设定平均速度入口条件,浮子不旋转来进行计算,同样可以获得比较满意的仿真数据,降低了仿真的复杂度,节省了仿真过程所需的时间。

关键词：浮子流量计仿真条件数值仿真流量传感器

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内外环电容传感器空间灵敏度特性

天津大学学报 2008年第12期41卷 1498-1504页

作者：叶佳敏张涛周力普天津大学电气与自动化工程学院天津市过程检测与控制重点实验室天津300072 北京大学软件与微电子学院北京102600

为了设计应用于两相流相关流速测量的电容传感器,研制了一种新型的内外环电容传感器,利用有限元仿真的方法对内外环电容传感器的轴向灵敏度、空间滤波特性以及时间频率响应3个空间灵敏度特性指标做了定量分析.结果显示,内外环电容传感... 详细信息

为了设计应用于两相流相关流速测量的电容传感器,研制了一种新型的内外环电容传感器,利用有限元仿真的方法对内外环电容传感器的轴向灵敏度、空间滤波特性以及时间频率响应3个空间灵敏度特性指标做了定量分析.结果显示,内外环电容传感器的轴向灵敏度曲线近似于高斯分布,而电极宽度的变化会引起轴向灵敏度峰值的改变,当电极宽度为20,mm时,轴向灵敏度峰值最大;内外环电容传感器相当于一个低通滤波器,电极宽度增加,空间频带变窄,同时时间频带也变窄.

关键词：内外环电容传感器传感器设计轴向灵敏度空间滤波特性时间频率响应

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内外环电容传感器灵敏度仿真

天津大学学报 2008年第11期41卷 1309-1313页

作者：叶佳敏张涛周力普天津大学电气与自动化工程学院天津市过程检测与控制重点实验室天津300072 北京大学软件与微电子学院北京102600

为设计应用于两相流相关流速测量的电容传感器,得到传感器的几何参数对其灵敏度特性的影响,利用数值方法对内外环电容传感器的灵敏度特性进行分析.利用有限元分析软件建立传感器电场的仿真模型并进行了基本仿真,采用正交实验设计方法安... 详细信息

为设计应用于两相流相关流速测量的电容传感器,得到传感器的几何参数对其灵敏度特性的影响,利用数值方法对内外环电容传感器的灵敏度特性进行分析.利用有限元分析软件建立传感器电场的仿真模型并进行了基本仿真,采用正交实验设计方法安排仿真实验.分析结果表明,屏蔽罩长度和内管壁厚度是影响传感器相对灵敏度的主要因素,而屏蔽罩与外极板间距对检测场均匀性误差影响比较大.优选出一组传感器的结构参数,内管壁厚度3 mm,外管壁厚度2 mm,屏蔽罩与外极板间距3 mm,对管壁相对介电常数的要求则是越接近于1越好.利用优选的结构参数进行仿真,可以得到比较好的传感器灵敏度特性,为内外环电容传感器的设计提供了理论依据.

关键词：内外环电容传感器传感器设计灵敏度分析数值仿真

水平式安装金属管浮子流量计的仿真与实验研究

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化工自动化及仪表 2005年第2期32卷 67-70页

作者：叶佳敏张涛天津大学电气与自动化工程学院天津300072

通过对适合安装于水平管道的特殊结构的金属管浮子流量计三维湍流流场的数值仿真及实验研究提出一种基于计算流体力学的流量传感器设计方法。流场仿真所需的模型采用GAMBIT来建立,通过FLUNT软件进行仿真,仿真过程中利用受力平衡控制计... 详细信息

通过对适合安装于水平管道的特殊结构的金属管浮子流量计三维湍流流场的数值仿真及实验研究提出一种基于计算流体力学的流量传感器设计方法。流场仿真所需的模型采用GAMBIT来建立,通过FLUNT软件进行仿真,仿真过程中利用受力平衡控制计算精度。数值仿真结果和实验结果比较当浮子受力平衡度误差为9. 5%时,流量误差为0. 944%,证实了仿真结果的准确性,同时利用流场仿真信息对流量传感器模型做了进一步的优化。

关键词：金属管浮子流量计水平式安装数值模拟流量传感器流量传感器设计方法

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浮子流量传感器线性度的研究

传感技术学报 2007年第3期20卷 570-574页

作者：叶佳敏张涛天津大学电气与自动化工程学院天津300072

浮子流量传感器中存在的非线性问题是影响浮子流量计测量精度的一个重要因素,为了解决这个问题,作者深入研究了浮子流量传感器的特性,利用最小二乘法拟合数据,分析浮子高度和流量之间的非线性关系.理论和实验研究结果表明,针对目前应用... 详细信息

浮子流量传感器中存在的非线性问题是影响浮子流量计测量精度的一个重要因素,为了解决这个问题,作者深入研究了浮子流量传感器的特性,利用最小二乘法拟合数据,分析浮子高度和流量之间的非线性关系.理论和实验研究结果表明,针对目前应用的短管型浮子流量计流量和浮子高度之间存在明显的非线性关系,并且发现在其他条件相同的情况下浮子行程的增加即锥管锥角的减小对浮子流量传感器线性度的改善具有重要的作用.

关键词：浮子流量计线性度浮子行程锥角流量传感器