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气泡对电磁流量测量的影响特性研究

电子测量与仪器学报 2022年第3期36卷 15-28页

作者：葛亮阳彩霞 Mark Robinson 甘芳吉韦国晖肖小汀西南石油大学机电工程学院成都610500 纽卡斯尔大学工程学院纽卡斯尔NE17RU 四川大学机械工程学院成都610065 西南石油大学理学院成都610500 西南石油大学电气信息学院成都610500

电磁流量计在工业生产过程中扮演着重要角色,但易受流体中气泡的影响导致测量结果出现波动进而影响测量精度。定量分析气泡在电磁流量计测量过程中产生影响的规律对提高电磁流量测量精度和实现气液两相流测量具有重要工程意义。针对上... 详细信息

电磁流量计在工业生产过程中扮演着重要角色,但易受流体中气泡的影响导致测量结果出现波动进而影响测量精度。定量分析气泡在电磁流量计测量过程中产生影响的规律对提高电磁流量测量精度和实现气液两相流测量具有重要工程意义。针对上述问题,首先从权重函数角度入手,采用解析法建立了气泡尺寸、气泡偏心以及气泡数量对电磁流量测量影响的理论模型;其次,通过仿真和实验研究了管径为100 mm,圆形点电极半径为5 mm的电磁流量系统受气泡不同状态的影响,并采用输出电压灵敏度分析了气泡不同状态下对电磁流量测量的影响规律。研究结果表明,随着气泡尺寸增加其影响大小随之增加,气泡尺寸变化过程中影响在0.3%~5%范围内变化,最大为5%;气泡(直径为10 mm)沿电极方向偏心产生的影响在0.25%~0.6%范围内,且随偏心距离的增加而增加;气泡沿垂直电极方向偏心距离增加产生的影响微小,在-0.2%~0.2%范围内波动;同时,在气泡流动过程中,气泡越靠近电极截面影响越大并在电极截面位置产生影响最大值,单气泡最大值分别为0.18%、0.22%、-0.20%,随着气泡数量增加产生的影响逐渐增加,3气泡和6气泡影响最大值分别为0.36%和2.3%。本研究补充和完善了电磁法测量气液两相流权重函数相关理论,得出气液两相流中气泡不同状态对电磁流量测量系统的影响规律,为提高电磁流量测量检测精度和实现气液两相流电磁测量提供技术支持。

关键词：气泡影响权重函数电磁流量测量有限元

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基于相关检测的电磁流量检测技术研究

基于相关检测的电磁流量检测技术研究

作者：李海龙西南石油大学

学位级别：硕士

电磁流量计以其优越的性能,在流量测量领域有着十分广泛的应用。然而电磁流量计在实际应用中当流速较低时（低于0.25m/s）,或者外界噪声干扰强时,电磁流量计电极输出的有用流量信号极易被噪声淹没,普通电磁流量计很难获得流量信息。特... 详细信息

电磁流量计以其优越的性能,在流量测量领域有着十分广泛的应用。然而电磁流量计在实际应用中当流速较低时（低于0.25m/s）,或者外界噪声干扰强时,电磁流量计电极输出的有用流量信号极易被噪声淹没,普通电磁流量计很难获得流量信息。特别是当被测流体中含有少量固体颗粒时,由于固体颗粒对电磁流量计电极的随机碰撞,其输出流量值将会发生跳动,测量稳定性大为降低。近年来,随着相关检测理论的不断发展、应用领域不断扩大,出现了基于相关检测原理的锁相放大技术。该技术利用流量信号的已知特性,可以将微弱的流量信号从强噪声背景中提取出来,因此研究基于相关检测的电磁流量检测技术具有十分重要的意义。首先,针对目前电磁流量计存在的问题,研究了基于相关检测原理的电磁流量检测技术理论。研究从改善信噪比的角度出发,以白噪声为输入噪声对微弱信号检测原理做以分析;通过对比研究了自相关检测与互相关检测技术,利用MATLAB软件对具有不同类型的电磁流量计电极输出信号、参考信号的互相关检测进行了仿真分析;通过研究电磁流量计电极输出信号模型,为后期基于相关检测原理的电磁流量检测技术的实现打下了基础。其次,基于前面的相关检测原理的电磁流量检测技术理论研究,实现了以TMS320F28335数字信号处理器为核心的电磁流量测量系统的软硬件设计。其中系统硬件主要包括恒流源励磁电路、流量信号检测与锁相放大电路设计;系统软件实现电极输出信号的采集滤波处理、流量信号提取算法以及对整个系统的监测。此外,为了进一步的提高电磁流量检测精度,在相关测量理论的基础之上,基于相关器性能的深入研究,提出并实现了差分式结构的相关技术电磁流量检测方法。最后,为了验证该流量测量系统的可行性和准确性,采用标准表对比法,对该电磁流量测量系统进行了清水校定测试,特殊情况下测试以及差分式结构相关检测测试。实验测试结果表明基于相关检测的电磁流量测量系统不仅能满足常规流量测量的需要,而且能有效的抑制强烈背景噪声,提高系统在含有少量固体颗粒时的测量稳定性。特别是在流速较低的测量场合中具有独特优势,能有效的提取出在低流速（0.100m/s～0.250m/s）下的电磁流量信号,满足特殊情况下的流量测量需求。为了进一步的提高系统的检测精度和测量稳定性,采用了差分式的相关检测方法,验证了其具有更好的测量性能,可将低流速测量下限进一步降低。该研究成果可以为在低流速,外界强干扰或者流体中含有少量固体颗粒等情况下电磁流量计的研发设计提供理论支持和实践指导。

关键词：电磁流量测量微弱信号检测相关检测锁相放大低流速测量

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玻璃包装制品智能滴料系统研究

玻璃包装制品智能滴料系统研究

作者：王传俊成都理工大学

学位级别：硕士

随着玻璃包装制品在国内外市场需求的增加和玻璃包装制品工业的发展,如何加强玻璃包装制品制造技术的开发,提高玻璃包装制品质量的稳定性和提升生产效率成为玻璃包装制品行业面临的新课题。本文通过分析制瓶机流料系统现状,以及提高玻... 详细信息

随着玻璃包装制品在国内外市场需求的增加和玻璃包装制品工业的发展,如何加强玻璃包装制品制造技术的开发,提高玻璃包装制品质量的稳定性和提升生产效率成为玻璃包装制品行业面临的新课题。本文通过分析制瓶机流料系统现状,以及提高玻璃包装制品质量和生产效率的关键点,提出了对玻璃料滴重量检测、控制料重以及对料滴进行加速输送的方案。并对方案进行初步试验、计算、仿真分析,验证方案的可行性和合理性。本文首先对料重控制技术研究,通过测量出料滴的实际流量,从而根据流量计算出料滴的质量。测重的关键技术是通过电磁流量计对玻璃料滴进行流量的测量,测量值传送到上位机,计算出料滴实际重量。研究内容除了对玻璃料滴料重进行监测还对其料重控制进行研究,该料重控制系统基于模糊PID控制实现,上位机设定输出流量值,给出控制信号,STM32微控制器将流量设定值与流量计测得值实时对比,并计算两者间的误差,根据控制算法确定PWM(Pulse Width Modulation,脉冲宽度调制,简称脉宽调制)波信号空占比。驱动放大级将输入的PWM信号进行功率放大,驱动执行元件带动供料机滚筒升降,改变玻璃流料的输出量。微控制器不断将所测得流量值与设定值进行对比,对玻璃流料进行调整,直至流量值与设定值误差减小至几乎为零。然后对料滴加速装置进行设计,方案运用涡流增压原理和射流原理的动力学基本规律,研制熔融状态玻璃料滴加速装置,加速装置设计进气口和出气口,内部为特殊构造空腔,出风口处为窄小缝隙。空气在空腔体内形成涡流高压气流,在出口处形成高速气流,带动加速器中轴线上的空气朝出口方向加速运动,形成一个加速的流体力场。为实现加速度控制,本设计基于模糊PID控制方式对加速装置的进气进行控制,满足在生产中对料滴输送的不同需求,达到玻璃料滴在滴下过程中加速与控制的目的,进而提高料滴的分配效率和提高产品的生产效率。运用SolidWorks对加速装置进行三维建模,采用ANSYS中的CFX模块对加速装置进行流场分析,建立外流场的模型,对流场进行网格划分,根据流场压力图、流线图、流体速度矢量图,完成加速装置内外流场各项数据分析。通过对料滴加速装置进行三种工况流场分析,对比不同进气压力情况下加速效果。最后对研究过程进行总结并对智能滴料系统的实现做总述。

关键词：玻璃电磁流量测量涡流增压加速模糊PID

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一种新的数字式电磁流量测量计的设计

郑州轻工业学院学报（自然科学版） 2010年第2期25卷 95-97页

作者：赵志永梁威郑州轻工业学院电气信息工程学院河南郑州450002

利用AD7755在电功率数字测量时的高精确度特点,采用数字电路对电压与电流量进行相乘与滤波,并输出与瞬时有功功率成比例的脉冲信号,设计了一种新型的数字式电磁流量计.该设备用于电磁流量信号的测量,可很方便地消除正交分量,获得较高精... 详细信息

利用AD7755在电功率数字测量时的高精确度特点,采用数字电路对电压与电流量进行相乘与滤波,并输出与瞬时有功功率成比例的脉冲信号,设计了一种新型的数字式电磁流量计.该设备用于电磁流量信号的测量,可很方便地消除正交分量,获得较高精度;由于简化了硬件电路设计,降低了成本和能耗,提高了精度和可靠性.

关键词：数字式流量计电磁流量测量正交分量

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树脂砂造型设备故障分析

一重技术 2006年第4期 89-90页

作者：谢伟韬一重集团公司冶金分公司工程师黑龙江富拉尔基161042

介绍树脂砂造型设备的维修,对带编码器的电机推杆位置偏差、电磁流量测量系统测量值不准、遥控器故障原因进行分析,说明进口设备国产化的必要性。

关键词：造型编码器位置偏差电磁流量测量

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不满管管道中的电磁流量测量

传感器世界 2000年第2期6卷 20-22页

作者：周小锌江西德兴铜矿精尾综合厂

ABB公司设计了一种先进的电磁流量计,并结合微计算机控制技术,成功地解决了未充满管道中测量的准确性问题。其基本方法是在流量计变送器中设置了三组测量电极,通过分别往其中的一组电级中注入流速测量所需的激励信号和高度测量所需的激... 详细信息

ABB公司设计了一种先进的电磁流量计,并结合微计算机控制技术,成功地解决了未充满管道中测量的准确性问题。其基本方法是在流量计变送器中设置了三组测量电极,通过分别往其中的一组电级中注入流速测量所需的激励信号和高度测量所需的激励信号,从三组测量电极中分别获取流速信号和高度信号,最后由带有微处理器的转换器对信号进行处理,得到所需要的真实流量信号,由此获得一种既能降低安装和维修成本,又能满足性能要求的解决方案。

关键词：电磁流量测量不满管管道电磁流量计