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异形罐容积计量方法研究

异形罐容积计量方法研究

作者：张竟月中国计量大学

学位级别：硕士

几何形状不规则的储罐称之为异形罐,主要应用在石油化工等大宗液体贸易结算领域。传统的异形罐容量计量方法主要有容量比较法和几何测量法,存在检定时间长、工作强度大、自动化程度低等问题。课题提出一种适用于异形罐容积测量的三维扫... 详细信息

几何形状不规则的储罐称之为异形罐,主要应用在石油化工等大宗液体贸易结算领域。传统的异形罐容量计量方法主要有容量比较法和几何测量法,存在检定时间长、工作强度大、自动化程度低等问题。课题提出一种适用于异形罐容积测量的三维扫描技术,通过三维点云数据,设计异形罐容积计算模型,主要解决立式罐底量和卧式罐容积快速测量问题。设计并建立一套基于容量比较法的油罐自动检定系统,通过实验比较两种方法的计量特性。论文主要研究内容如下:(1)通过三维扫描技术,获得异形罐的三维点云数据,建立散乱点云的拓扑结构,提出计算不规则几何体体积的点云投影算法。利用点云投影算法分别设计适用于立式罐底量和卧式罐容积测量的计算模型。(2)为了验证基于三维扫描原理的异形罐容积测量方法,设计容量比较法自动检定系统。选择定容式标准金属量器和液位开关,解决了标准金属量器定量注水问题,提高系统自动化程度。自主设计检定系统方案和电气控制系统,编写上位机和下位机软件程序,实现自动检定系统的智能控制。(3)通过沙堆体积测量实验,验证三维激光扫描技术和点云投影算法,可以实现对不规则几何体体积的测量。通过容量比较法和三维激光扫描法的比对试验,分别对立式罐底量和卧式罐容积进行测量。根据实验结果分析得到容量比较法自动检定系统的相对扩展不确定度为0.108%(k=2),通过归一化偏差方法评定三维激光扫描法的相对扩展不确定度为0.37%(k=2)。

关键词：容量计量异形罐三维激光扫描技术容量比较法不确定度分析

基于自适应最优核和卷积神经网络的气液两相流流型识别方法

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化工学报 2018年第12期69卷 5065-5072页

作者：翁润滢孙斌赵玉晓张竟月文英杰中国计量大学计量测试工程学院浙江杭州310018 中国计量大学现代科技学院浙江杭州310018 中国计量科学研究院北京100029 杭州市质量技术监督检测院浙江杭州310019

为了研究气液两相流的动态特性,以及解决提取的特征值少而没有代表性导致识别率不高的传统问题,利用V锥流量计和动态差压传感器获取气液两相流在不同流型下的波动信号,采用自适应最优核算法对获取的动态信号进行时频分析,把一维时域信... 详细信息

为了研究气液两相流的动态特性,以及解决提取的特征值少而没有代表性导致识别率不高的传统问题,利用V锥流量计和动态差压传感器获取气液两相流在不同流型下的波动信号,采用自适应最优核算法对获取的动态信号进行时频分析,把一维时域信号转换为三维的时频谱图,能够清晰描述出管道内气液两相流的流动状态。将不同流型的时频谱图通过卷积神经网络(CNN)进行学习并自动提取相应的特征值,然后使用Softmax分类器进行训练从而实现流型识别。通过对几种常见流型进行试验与分析发现,采用时频谱图结合卷积神经网络的深度学习方法识别气液两相流流型,克服了传统流型识别方法特征值提取的不足之处,能够更贴切地描述气液两相流的动态特征。此方法可以进一步研究更多种类的流型以及空隙率等。

关键词：气液两相流流型识别算法时频分析神经网络

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游离水对点接触区润滑油成膜特性的影响

摩擦学学报 2017年第6期37卷 756-767页

作者：刘翔王金涛张跃张竟月李占宏许常红佟林中国计量科学研究院力声所容量密度实验室北京100029 中国计量大学计量测试工程学院浙江杭州310018

水污染作为润滑系统污染的常见形式,对润滑油本身以及机械系统都有巨大的危害.目前关于水分对点接触区润滑特性造成影响的直接观测研究还较少,更多的是通过磨损后的接触副状态来推测可能的破坏机理.因此开展水分存在条件下与润滑接触区... 详细信息

水污染作为润滑系统污染的常见形式,对润滑油本身以及机械系统都有巨大的危害.目前关于水分对点接触区润滑特性造成影响的直接观测研究还较少,更多的是通过磨损后的接触副状态来推测可能的破坏机理.因此开展水分存在条件下与润滑接触区油池的相互作用,以及对接触区润滑能力造成影响的研究,能够对探究水分造成的机械元件早期失效机理,开展水污染的防护工作起到理论指导作用.本文作者研究了不同润滑条件下游离水对点接触区成膜特性的影响,提出了游离水对接触区膜厚产生影响的无量纲判据,发现了游离水对点接触润滑油池及轨道的冲刷及乳化作用,是造成接触区膜厚下降及回流减弱的主要原因,直接证明了游离水可造成点接触结构的早期润滑失效.

关键词：游离水点接触区微量供油

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谐振管式液体密度计灵敏度优化方法

计量学报 2023年第4期44卷 555-561页

作者：王思贤张竟月王金涛中国计量科学研究院北京100029

基于欧拉-伯努利梁理论,构建了谐振管式液体密度计长直管谐振子工作的非齐次偏微分方程,并进行求解,给出了谐振子灵敏度的解析式。依据谐振子灵敏度解析式,结合ANSYS Workbench湿模态仿真分析了谐振子灵敏度在不同结构尺寸与工作模态下... 详细信息

基于欧拉-伯努利梁理论,构建了谐振管式液体密度计长直管谐振子工作的非齐次偏微分方程,并进行求解,给出了谐振子灵敏度的解析式。依据谐振子灵敏度解析式,结合ANSYS Workbench湿模态仿真分析了谐振子灵敏度在不同结构尺寸与工作模态下的变化规律。根据分析结果,选择加工了13根不同结构尺寸的长直管谐振子,并采用力锤模态分析法进行实验,验证了解析式的有效性。结果表明,通过减小有效长度,增大内半径,将壁厚取临界值及提高工作模态阶数,可以显著提升长直管谐振子的灵敏度,最高可达-1.904 Hz·kg^(-1)·m^(3)。

关键词：计量学液体密度计长直管谐振子锤击法湿模态灵敏度

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温度开关动态特性测试方法研究

传感技术学报 2019年第1期32卷 25-28页

作者：翁润滢孙斌赵玉晓张竟月凌张伟中国计量大学计量测试工程学院杭州310018 中国计量大学现代科技学院杭州310018 中国计量科学研究院北京100029 浙江省特种设备检验研究院杭州310020 浙江省特种设备安全检测技术研究重点实验室杭州310020

针对温度开关无法按照常规方法得到时间常数的问题,提出了一种测试温度开关动态特性的方法。采用一只温度传感器作为标准器,通过程序控制温度源,使温度按一定速率进行升温,实时记录温度值。按照不同的升温斜率连续实施两次,利用得到的... 详细信息

针对温度开关无法按照常规方法得到时间常数的问题,提出了一种测试温度开关动态特性的方法。采用一只温度传感器作为标准器,通过程序控制温度源,使温度按一定速率进行升温,实时记录温度值。按照不同的升温斜率连续实施两次,利用得到的动作温度数据建立数学模型,从而求出温度开关的时间常数。选取不同的温度传感器作为标准器,对两只德国产温度开关进行测试,分析其对计算出的时间常数的影响。实验结果表明,计算出的时间常数最大相对误差为4.86%,满足温度开关时间常数的测试要求。此方法可推广到研究其他种类的开关,比如湿度开关。

关键词：温度开关动态特性升温斜率时间常数标准器

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移液器容量自动校准系统研究

计量学报 2019年第3期40卷 392-396页

作者：赵玉晓谢玄达孙斌张竟月文英杰中国计量大学现代科技学院浙江杭州310018 中国计量科学研究院北京100029 杭州市质量技术监督检测院浙江杭州310019

针对移液器人工校准中存在的按压不稳、温度偏差、数据无法批量处理等缺陷,提出了一种基于模拟人工按压的移液器容量自动校准方法。通过测量移液器按钮2个停止点的压力值,获取近似按压的距离;分析数据并与人工操作进行比对,得出模拟手... 详细信息

针对移液器人工校准中存在的按压不稳、温度偏差、数据无法批量处理等缺陷,提出了一种基于模拟人工按压的移液器容量自动校准方法。通过测量移液器按钮2个停止点的压力值,获取近似按压的距离;分析数据并与人工操作进行比对,得出模拟手动按压的最佳按压距离。开发了一套同时校准4支移液器容量的自动化装置,采用机械手和Lab VIEW软件智能控制取液、排液、称量、数据处理等工作,实现了自动校准。研究结果表明,与人工操作相比,重复性减小了0. 0%～0. 9%,相对误差减小了0. 1%～0. 7%。

关键词：计量学移液器自动校准小容量计量不确定度

基于静力衡量法和光学法的超微容量测量方法对比分析

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计量学报 2022年第10期43卷 1250-1255页

作者：刘鑫行王思贤孙斌张竟月王金涛中国计量大学浙江杭州310018 中国计量科学研究院北京100029

分别使用静力衡量法和光学法对超微容量进行测量。光学法测量中,按照分光原理分别设计了以时域分光和空域分光为基础的测量系统。2套光学测量系统在1μL和10μL的容量测量数据分别为0.967μL和0.929μL以及9.976μL和9.729μL;时域分光... 详细信息

分别使用静力衡量法和光学法对超微容量进行测量。光学法测量中,按照分光原理分别设计了以时域分光和空域分光为基础的测量系统。2套光学测量系统在1μL和10μL的容量测量数据分别为0.967μL和0.929μL以及9.976μL和9.729μL;时域分光测量系统在1μL和10μL测量点重复性为3.2%和2.54%,空域分光测量系统为3.6%和2.02%。2套光学系统相比,时域分光系统的探测器灵敏度更好,在低浓度超微容量测量中能检测到更多光强信息。光学法与静力衡量法获得了相同的结论,证明了光学法在超微容量测量领域的可行性。光学法与静力衡量法相比,光学法针对液体蒸发的处理方法更加简单,光学元件的设计可以有效减小蒸发的影响。

关键词：计量学超微容量时域分光空域分光静力衡量法

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基于激光和机器视觉的微量液体容量计量方法

计量学报 2018年第4期39卷 504-509页

作者：张竟月孙斌谢玄达赵玉晓佟林张珑周璐中国计量大学浙江杭州310018 中国计量科学研究院北京100029 萧山区质量计量监测中心浙江杭州311202

针对玻璃量器的液体容量计量,提出一种基于激光和机器视觉技术的液位测量方法。建立了标准玻璃量器液位高度和容量对应关系的容积表,通过测量得到液位高度就能得到对应的液体体积值;采用数字图像处理等技术,使用高精度摄像头和图像处理... 详细信息

针对玻璃量器的液体容量计量,提出一种基于激光和机器视觉技术的液位测量方法。建立了标准玻璃量器液位高度和容量对应关系的容积表,通过测量得到液位高度就能得到对应的液体体积值;采用数字图像处理等技术,使用高精度摄像头和图像处理软件,提取特征元素,实现玻璃量器中液体体积的高精度测量。设计了和静力衡量法的比对试验进行方法验证,对于100 m L的玻璃量器,测量装置引用误差优于0.2%,拟合算法的扩展不确定度为0.137%(k=2),测量重复性为0.08%。

关键词：计量学容量计量微量液体十字激光器机器视觉

原料气中CO_(2)体积分数对铜钼基催化剂合成低碳醇的影响

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可再生能源 2022年第11期40卷 1452-1458页

作者：杨树华关倩徐海燕张竟月李在峰王新河南省科学院能源研究所有限公司河南郑州450008

文章采用冷冻干燥法制备了以SiO气凝胶为载体的Cu-Mo基催化剂,在固定床反应器中评价其催化CO_(2)加氢合成低碳醇的性能,考察了原料气中CO_(2)体积分数对合成反应的影响。结果表明:在压力为5 MPa,空速为2000 h,n(H)/n(CO_(2))=2,温度为26... 详细信息

文章采用冷冻干燥法制备了以SiO气凝胶为载体的Cu-Mo基催化剂,在固定床反应器中评价其催化CO_(2)加氢合成低碳醇的性能,考察了原料气中CO_(2)体积分数对合成反应的影响。结果表明:在压力为5 MPa,空速为2000 h,n(H)/n(CO_(2))=2,温度为260℃反应条件下,当CO_(2)体积分数为0.92%时,反应产物中总醇选择性达34.23%,CO_(2)H在总醇中的质量分数达55.55%,催化剂催化合成低碳醇的性能较好。液体产物低碳醇中主要以甲醇、乙醇和正丙醇为主,在总醇中的质量占比高达97%。原料气中引入CO_(2)会促进逆水汽变换反应发生而降低CO_(2)的转化率;随着CO_(2)浓度的增大,CO_(2)在催化剂孔道内部的扩散受到抑制而变慢,有利于增加低碳醇的选择性和降低副反应的发生。

关键词： CO_(2)加氢合成低碳醇 Cu-Mo基催化剂气凝胶