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颗粒肥料质量流量传感器设计与试验

农业机械学报 2020年第S01期51卷 130-136页

作者：贾洪雷温翔宇王刚刘慧力郭慧吉林大学工程仿生教育部重点实验室长春130022 吉林大学生物与农业工程学院长春130022

变量施肥具有提高肥料利用率、保护生态环境、节约农业生产成本等优点,但目前还没有得到广泛的应用,除了难以获得变量施肥的处方图之外,缺乏闭环检测也是原因之一。闭环控制是实现变量施肥的关键之一,与间接测量排肥轴的转速相比,实时... 详细信息

变量施肥具有提高肥料利用率、保护生态环境、节约农业生产成本等优点,但目前还没有得到广泛的应用,除了难以获得变量施肥的处方图之外,缺乏闭环检测也是原因之一。闭环控制是实现变量施肥的关键之一,与间接测量排肥轴的转速相比,实时检测肥料的质量流量更为准确。本文基于静电感应原理,设计了一种颗粒肥料质量流量传感器。由于颗粒肥料之间、颗粒肥料与空气、颗粒肥料与排肥管之间的摩擦和碰撞,颗粒肥料会携带一定量的电荷,因此本研究设计了环形电极来检测电荷强度,并利用电流放大电路输出感应电流。通过标定质量流量与感应电流的关系,获得了实时的肥料质量流量。搭建试验台对该颗粒肥料质量流量传感器进行检测,试验台主要包括动态信号采集系统、肥料箱、电流放大器和环形电极传感器。以大颗粒尿素(CO(NH2)2)、过磷酸钙(Ca(H2PO4)2·H2O)和氯化钾(KCl)为研究对象,其平均容重分别为0.7、1.2、1.1 g/cm^3。根据施肥装置的物理参数,通过调整排肥轴转速可获得近似的目标质量流量,目标质量流量的范围是3~15 g/s,增量为1 g/s。对于每个质量流量,进行了4次重复。每次重复30 s,施肥装置与信号采集系统同时启动。利用平均感应电流和平均质量流量建立回归方程,采用插值法得到实时质量流量。随后,对每种肥料进行25次试验,从而检验本文中颗粒肥料质量流量传感器的测量精度,每次试验的目标质量流量由5个随机质量流量组成,每个质量流量下持续排肥6 s,用天平称量30 s内的实际质量,通过积分质量流量和时间曲线计算检测质量。采用SPSS 22.0软件对试验结果进行统计分析,分析表明,大颗粒尿素、过磷酸钙、氯化钾的检测误差分别为3.9%、5.1%、5.9%,相应的标准差分别为5.21、7.98、11.29。检测质量与实际质量无显著性差异(P>0.1),大颗粒尿素、过磷酸钙和氯化钾检测误差的数学期望值分别为3.74%、4.93%、5.22%。本文的研究结果表明,检测误差随颗粒肥料粒径的减小而增大。

关键词：颗粒肥料质量流量变量施肥排肥试验台静电感应传感器

基于Coriolis流量计和SVM的油水两相流质量流量测量的研究

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高校化学工程学报 2007年第2期21卷 200-205页

作者：马龙博张宏建周洪亮贺庆浙江大学工业控制技术国家重点实验室控制科学与工程学系自动化仪表所浙江杭州310027

针对油水两相流流量的测量难题,采用双U型Coriolis流量计对油水混合物的总质量流量、分相质量流量和真实密度进行了测量研究。以双U型Coriolis流量计得到的油水混合物的质量流量和密度为基础,提出了基于支持向量机(SVM)油水分相质量流... 详细信息

针对油水两相流流量的测量难题,采用双U型Coriolis流量计对油水混合物的总质量流量、分相质量流量和真实密度进行了测量研究。以双U型Coriolis流量计得到的油水混合物的质量流量和密度为基础,提出了基于支持向量机(SVM)油水分相质量流量的直接预测方法,避开了直接对滑脱速度、持水率与含水率等之间复杂关系的研究。利用该方法对25mm管径的油水两相流进行了实验研究。实验结果表明,在含水率为5%～95%时,油水总质量流量测量误差在±1%以内;油水分相质量流量的测量相对误差在±8%以内。

关键词：油水两相流 Coriolis流量计支持向量机质量流量

基于DEM-FEM耦合模型的质量流量对喷丸强化效果的影响

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表面技术 2024年第17期53卷 186-195页

作者：侯宏禹张闯裴悦涵陈岩宋华关士学汪洋李捷王晓雪辽宁科技大学辽宁鞍山114051 太原科技大学太原030024 鞍钢股份有限公司辽宁鞍山114051

目的提出一种将有限元(FEM)与离散元(DEM)相耦合的新方法,即通过定义关键字的方式在ABAQUS软件内实现DEM-FEM耦合功能,并应用此方法建立喷丸强化模型。方法将弹丸视为等直径刚体,利用刚体动力学模拟弹丸-弹丸和弹丸-靶材之间相互作用以... 详细信息

目的提出一种将有限元(FEM)与离散元(DEM)相耦合的新方法,即通过定义关键字的方式在ABAQUS软件内实现DEM-FEM耦合功能,并应用此方法建立喷丸强化模型。方法将弹丸视为等直径刚体,利用刚体动力学模拟弹丸-弹丸和弹丸-靶材之间相互作用以及整个弹丸流。通过建立的DEM-FEM耦合喷丸强化模型研究质量流量对残余应力场和表面粗糙度的影响。结果质量流量对喷丸强化效果有显著影响,最大残余应力随质量流量的增加而减小,由2 kg/min时的–596.77 MPa下降到6 kg/min时的–581.91 MPa;表面残余应力随质量流量的增加先增大后减小,由2 kg/min时的–420.86 MPa增大到4 kg/min时的472.06 MPa,随后减小到6 kg/min时的–450.50 MPa;表面粗糙度Ra随质量流量的增加减小,由2 kg/min时的11.21μm减小到6 kg/min时的9.82μm。设计了喷丸强化实验,对质量流量2 kg/min的结果进行了验证。结论实测值与模拟值吻合较好,所建立的模型可以准确反映实际喷丸强化过程。质量流量对喷丸强化效果具有显著影响。

关键词：喷丸 DEM-FEM耦合质量流量最大残余应力表面残余应力粗糙度

基于改进de Leeuw关系式的两相流质量流量测量

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高校化学工程学报 2009年第4期23卷 593-598页

作者：李强伟浙江警察学院浙江杭州310053

基于电容层析成像技术和文丘里管流量计,提出改进的de Leeuw关系式来实现油气两相流质量流量测量。实际测量中应用电容层析成像技术获取两相流空隙率和流型信息,由获取的空隙率通过关联Lockhart-Martinelli参数得到质量流量含气率。该... 详细信息

基于电容层析成像技术和文丘里管流量计,提出改进的de Leeuw关系式来实现油气两相流质量流量测量。实际测量中应用电容层析成像技术获取两相流空隙率和流型信息,由获取的空隙率通过关联Lockhart-Martinelli参数得到质量流量含气率。该改进关系式根据不同的流型信息选择经验参数n(该参数与气相弗劳德准数有关),结合质量流量含气率及文丘里管流量计获取的差压信息实现两相流质量流量测量。油气两相流的实验结果表明所提出的改进de Leeuw关系式是有效的。

关键词：质量流量 de Leeuw关系式空隙率流型:电容层析成像

基于质量流量优化的超临界CO_(2)辅助切削加工热平衡研究

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机械工程学报 2024年第19期60卷 367-376页

作者：朱利斌王英聂帅帅黄海鸿刘志峰合肥工业大学机械工程学院合肥230009 合肥工业大学机械工业绿色设计与制造重点实验室合肥230009

低温切削技术良好的制冷效果使其在难切削材料加工中逐渐得到应用,而在不同切削参数下基于低温流体参数进行切削区与射流场热平衡调控的研究甚少。针对超临界CO_(2)辅助切削加工热平衡调控问题,将切削区及射流场视为一个热力学系统,从... 详细信息

低温切削技术良好的制冷效果使其在难切削材料加工中逐渐得到应用,而在不同切削参数下基于低温流体参数进行切削区与射流场热平衡调控的研究甚少。针对超临界CO_(2)辅助切削加工热平衡调控问题,将切削区及射流场视为一个热力学系统,从连续时域的角度分析了系统的物质和能量的输入输出,即超临界CO_(2)的焓变和切屑的能量变化。进而基于CO_(2)热物性、金属切削原理和热力学理论,提出了变切削速度情况下,基于射流质量流量的切削区及射流场热平衡调控方法。通过不同质量流量下的相关实验,验证了基于质量流量热平衡调控方法的可行性。实验结果表明该热平衡调控方法能够加快切削区及射流场的热平衡过程,且不同切削速度下的切削区温度、主切削力、表面粗糙度至少分别降低了7.8%、7.9%、7.1%。

关键词：超临界CO_(2) 热平衡质量流量 Ti-6Al-4V

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科里奥利颗粒料质量流量计流量公式理论分析

仪器仪表学报 2007年第1期28卷 136-139页

作者：丁永前丁为民南京农业大学工学院南京210031

本文通过对科里奥利固体颗粒料质量流量计的结构分析,认为该流量计无法获取实时的质量流量,并对公开的瞬时流量计算公式进行了理论分析,说明其理论上的缺陷,给出了详细的推证过程和更为精确的理论计算方法和措施。

关键词：科里奥利流量计质量流量固体颗粒

采用TDLAS的超音速气流中氧气质量流量检测法

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光子学报 2015年第7期44卷 73-78页

作者：贾良权刘文清阚瑞峰刘建国姚路魏敏阮俊中国科学院安徽光学精密机械研究所环境光学与技术重点实验室中国科学院大学

以激光多普勒频移原理为基础,结合波长调制可调谐半导体激光吸收光谱技术,以氧气分子在13 144.5cm-1附近的吸收谱线为研究对象,在实验室建立了一套基于波长调制可调谐二极管吸收光谱技术的超音速气流质量流量测量系统.根据O2分子吸收谱... 详细信息

以激光多普勒频移原理为基础,结合波长调制可调谐半导体激光吸收光谱技术,以氧气分子在13 144.5cm-1附近的吸收谱线为研究对象,在实验室建立了一套基于波长调制可调谐二极管吸收光谱技术的超音速气流质量流量测量系统.根据O2分子吸收谱线的二次谐波信号频移,反演出风洞中气流速度;再根据二次谐波信号的峰值反演出氧气质量浓度.实验表明:在实验室环境下,系统测量流速达707.6m/s,氧气质量浓度0.49g/L,质量流量值0.42kg/s,测量误差范围5.46%.实验结果可用于采用TDLAS测量发动机进气道氧气质量流量的小型化系统研制及飞行实验.

关键词：光谱学 TDLAS 多普勒频移质量流量浓度二次谐波波长调制

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差压式涡街质量流量计取压位置的研究

仪器仪表学报 2007年第9期28卷 1683-1688页

作者：黄咏梅孙志强张宏建中国计量学院计量技术工程学院杭州310018 浙江大学控制科学与工程学系自动化仪表研究所杭州310027

在涡街流量计中,流体通过涡街发生体后会产生压力损失及由旋涡引起的压力波动,根据这一特点,本文提出利用差压检测技术,通过单路差压传感器同时感受由涡街发生体引起的流体双重变化特性,测量流体质量流量的新方法。本文重点对差压检测... 详细信息

在涡街流量计中,流体通过涡街发生体后会产生压力损失及由旋涡引起的压力波动,根据这一特点,本文提出利用差压检测技术,通过单路差压传感器同时感受由涡街发生体引起的流体双重变化特性,测量流体质量流量的新方法。本文重点对差压检测取压位置进行研究,利用空气和水两种流体介质进行了一系列实验,得到不同取压位置的差压信号与流量关系,确定了能正确测量质量流量的差压取压位置。结果表明,该测量方法结构简单,是测量质量流量的有效方法。

关键词：涡街流量计质量流量差压取压位置

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矿棉生产过程熔流质量流量的测量与研究

仪器仪表学报 2013年第3期34卷 596-601页

作者：陈金鹏 Marko Hocevar Matjaz Eberlinc Branko Sirok 兰州工业学院电气工程系兰州730050 斯洛文尼亚卢布尔雅那大学机械工程学院卢布尔雅那1000

在矿棉生产中,终端产品的质量取决于纺丝机中的纤维化过程。一个非常重要的过程参数是来自于熔炉的熔流质量流量的波动。提出一种基于机器视觉技术测量熔流直径和流速从而测量熔流质量流量的方法。利用相关算法、通过测量两连续图像上... 详细信息

在矿棉生产中,终端产品的质量取决于纺丝机中的纤维化过程。一个非常重要的过程参数是来自于熔炉的熔流质量流量的波动。提出一种基于机器视觉技术测量熔流直径和流速从而测量熔流质量流量的方法。利用相关算法、通过测量两连续图像上熔流波动的传播距离测得流体速度。流体的波动是用气动系统产生的。生产现场的测量是通过与终端产品的重量比较而实现的。通过与生产现场的测量值结果进行比较,证明两者具有非常好的吻合度。

关键词：矿棉熔流质量流量机器视觉测量