刘鹏民[1]2000年在《涡街电磁流量计机理的研究与开发》文中提出涡街流量计在近年来取得了长足的发展，一跃而成为十大流量计之一。但是在获得广泛应用的同时，涡街流量计在工业现场也遇到了一些问题，如电磁干扰、流场干扰及振动干扰等。为了解决涡街流量计在现场应用中所暴露出的问题，科技工作者做了许多努力。迄今为止，漩涡发生体的性能已经比较稳定，人们便把更多的注意力投向了新型涡频检测方法的采用和后续信号处理电路的改进上，电磁涡街流量计的研究与开发就是这方面的探索和努力之一。 本课题研究了电磁涡街流量计的工作原理，并设计制造了电磁涡街流量传感器。在传感器结构上，电磁涡街流量计的漩涡发生体综合了以往的实践经验，在目前应用最广、性能最好的三角柱漩涡发生体的基础上做了进一步的改进，以产生更加强烈而稳定的漩涡序列，同时也减少了带来测量误差的因素。流量计壳体的入口和出口部分在尺寸和结构上分别采用了渐缩和渐扩设计，能够降低流量计的测量下限，提高仪表的抗流场干扰能力。在涡频检测方式上采用电磁检测方法检测漩涡分离频率，提高了涡街流量计的抗振动干扰能力和抗电磁干扰能力。 电磁涡街流量计的后续信号处理电路设计为低功耗单片微机处理系统，整台仪表可以采用电池供电，拓宽了涡街流量计的应用范围。在设计该系统时，以低功耗为主要指标，除了选用各种低功耗元件和芯片以外，还在满足速度等指标的前提下，采用低功耗硬件和软件设计技术，使系统运行功耗达到最小。 从实验数据来看，电磁涡街流量计的测量结果与理论计算吻合，较好地消除了干扰所带来的影响，测量结果准确，性能优异，是一种有发展前途的涡街流量计。
陈坚祯[2]2009年在《一种新型多电极插入式电磁流量传感器及其基础研究》文中指出传统电磁流量计在大管径流量测量应用中存在制造和安装成本过高的问题,而插入式电磁流量计结构特点使得它在大管径流量测量中有制造与安装成本低,易于拆卸与维修,一种规格的传感器可用于多种口径管道等突出优点,因而深受用户的欢迎。但也存在仪表精度受流体流场特性影响大,现场需有较长直管段长度等问题。因此,研究提高插入式电磁流量计的性能一直是流量检测领域中重要的课题之一。本文主要进行多电极测量的插入式电磁流量传感器基础研究。插入式电磁流量传感器是以电磁感应为基础和以测量流场分布为前提的流量传感器,权重函数分布、电磁场分布和流场分布对其测量结果的影响是至关重要的。因而必须从流场分布、权重函数和电磁场分布三个方面来研究插入式电磁流量传感器。同时,计算流体力学CFD和有限元计算技术的发展为插入式电磁流量传感器的研究提供了崭新途径,扩展了新的空间和新的方法。利用CFD方法研究传感器几何物理模型,以数值仿真方法分析流场变化对插入式电磁流量传感器的相关影响。总结了传感器测量杆在管道流场中三个特殊的高流速区的特点,为消除流场变化对传感器的影响,提出了一种新型的多电极插入式电磁流量传感器的方案,采用多电极的多点信息测量方法,为解决插入式传感器特性对流场敏感的问题提供了新的途径。本论文的整个工作围绕着新型传感器的关键技术展开研究。首先,叙述总结了插入式电磁流量计测量方面的相关理论基础及研究方法。分析了现有插入式电磁流量计传感器的基本测量方程及测量权重函数、现有插入式电磁流量传感器工作流场的传统Nikuradse模型等经验模型和一般插入式电磁流量计的测量模型。从麦克斯韦方程组的有限元分析方法入手,介绍插入式电磁流量传感器电磁场模型、分析工具和研究方法。对基于CFD的流场数值模拟的方法进行了详细的介绍。详细分析了纳维-斯托克斯方程(简称N-S方程)等基本控制方程、雷诺时均方程及其标准的k-ε模型、大涡模拟方法和壁面函数与近壁模型。并对控制方程的常用求解方法进行了讨论。其次,进行了CFD并行计算平台建设、管道流场分布仿真、钝体绕流仿真和插入式电磁流量传感器的流场仿真等四个方面的研究。在研究并行计算环境的基础上成功搭建了一套微机并行计算集群系统,并对并行计算平台的基本性能进行测试。对管道流场分布进行了仿真,给出了基于CFD模型圆管湍流仿真的流速分布,其与传统Nikuradse模型流速分布较好符合,并能更接近实际流场。钝体绕流仿真则给出了圆柱状、梯形发生体的旋涡产生、脱落的详细过程和发生机理。确定了钝体绕流产生涡街的本质及测量研究方法。进行了插入式电磁流量传感器的流场仿真,从圆柱状插入式电磁流量计传感器对流场影响的角度探讨插入式电磁流量计测量管道流场的方法,提出了用多对电极测量流速及其流场扰动,并给出了传感器测量杆周围的三个高流速特征区域。然后,从流场分布角度进行了多电极插入式电磁流量测量原理的研究分析,讨论了多插入式电磁流量传感器测量和多电极径流速计型插入式电磁流量测量的改进方法,提出了多电极插入式电磁流量传感器测量原理及解决方案。进行了传感器的结构设计及模型研究,建立了电极、流场和磁场的空间关系及其多电极对下的测量原理。同时给出了传感器多点测量的测量方程。论文使用matlab PDE工具的有限元分析方法,分析了普通电磁传感器权重函数、插入式电磁传感器权重函数和插入式电磁传感器工作磁场,在此基础上研究确定了多电极插入式电磁流量传感器的权重函数和磁场实现方案,从理论上确定了设计插入式电磁流量传感器最优工作磁场的方法。最后,为验证本文研究的可行性及实用性,设计制作了多电极插入式电磁流量传感器,并设计实现了信号转换器系统和相应的试验管道系统,在此基础上进行了多电极测量空间关系的试验,对试验数据结果进行分析。实验数据给出了传感器各对电极上的信号大小与流速呈线性关系,显示了三对电极上的信号特征符合三个流速特征区域的变化情况,验证了多电极传感器对流场分布和绕流信号的可测性,为最终降低流场分布对传感器测量的影响,以及提高插入式电磁流量计的性能提供了依据。
李珠玲[3]2006年在《基于卡曼涡街原理的井下流量计的研究与应用》文中研究指明同心集成细分注水技术是一种新型注水技术,具有测试效率高、测试资料准的特点。目前该工艺的流量测试仪器主要依靠浮子流量计。在实际应用中,由于注水水质差,常出现堵、卡浮子现象,因此测试成功率低,测试周期长,精度低,使该注水工艺应用规模受到了一定的限制。针对上述情况,为更好的满足大庆油田同心集成细分注水工艺的要求,本文在综合分析国内外现有的地面和井下流量测试技术后,提出采用涡街原理进行同心集成细分注水工艺的井下流量测量方法,研制涡街式井下流量计。本文研究了涡街式井下流量计实现流量测量的原理,充分考虑了井下环境与地面环境的差异,设计了一种涡街式井下流量计。此涡街式井下流量计的涡街流量传感器的口径为14mm,突破了此前文献所介绍的最小内径——15mm。经过相应的结构优化设计和大量试验,最后研制出了涡街式井下流量计的样机。针对样机进行了性能试验及数据分析,从该样机在大庆、大港、冀东、长庆、辽河等油田的应用情况看,取得了很好的效果。涡街式井下流量计具有精度高、结构简单、测试操作简便、无可动部件,对逆向流有很好的响应等优点。在注水井水质较差时有较好的适应性,解决了以前浮子流量计易卡、堵的问题。涡街式井下流量计的研制成功,解决了同心集成注入工艺的测试问题,为该工艺的大规模应用奠定了基础。同时为油田的分层测试工艺,提供了一种新的流量测量仪器。
王永生[4]2009年在《基于AMESim齿轮流量计仿真研究》文中研究表明设计了一种新型结构的流量计——三型行星齿轮流量计。其流量脉动只有普通齿轮流量计的1/9,约为1.4%,该流量计可应用于液压系统高压侧流量测量。其测量原理是:被测液体由进油口通过进油腔,推动齿轮旋转,将油液从进油口带到出油口,将油液排出,齿轮齿数选定后,流量计的几何排量已知,测出其转速,就能得到流量计的平均流量。基于上述测量原理,应用光电编码器测量流量计中心轴的转速,编码器将转速信号变为电信号,传给单片机或计算机,经过运算处理后,系统的平均流量可以通过LCD显示或通过计算机进一步处理。本文首先介绍了三型行星齿轮流量计的结构及其特点,并对流量计的瞬态流量进行了分析。其次建立了流量计的数学模型,得出了流量计的传递函数。选用不同材料的齿轮,计算出对应的流量计总的等效转动惯量,分析不同转动惯量时的Bode图,研究转动惯量对流量计动态特性的影响。同时也分析了泄漏系数和阻尼系数对流量计动态特性的影响。然后对其流量测量系统进行了设计,硬件部分以AT89S52单片机为核心,配合光电编码器和其相关的外围电路,软件设计上采用测周期法和测频率法分段测量,减小了测量误差,提高了测量精度。介绍了建模仿真软件AMEsim,举例说明AMESim在液压系统仿真中的应用以及相关参数的设置问题,利用其中的插件AMEset对所需要的流量计子模型进行开发,将齿轮流量计等效为三对外啮合和三对内啮合齿轮泵进行仿真,根据已有的液压库和液压元件设计库元件搭建了模型,设置参数后进行仿真。仿真结果证明:流量计进流量脉动不大,进出口压力降很小约为0.1MPa。最后用已有的流量计样机进行了一系列实验,将测得的进出口压力、流量、转速信号等进行处理和研究,得到了流量计的仪表系数K ,以及流量恒定某一压力时的压力脉动曲线、Δp ?Q曲线、δ?p曲线。研究表明:该三型行星齿轮流量计具有较高的频率响应,流量脉动低,进出口压力差小的特点,可以应用于液压系统高压侧的流量测量。
胡俭波[5]2002年在《微流量智能型电磁流量计及LS旋转流量计超低功耗设计的研究》文中认为从流量计在工业上开始应用到现在，工业生产对流量计提出了两种发展途径：一是向高精准度、高性能仪表发展；另一个是向小型轻量、安装使用简便、性能适中、价格便宜的普及型方向发展。 本文主要由两个部分组成： 第一部分：微流量智能型电磁流量计的研究 本部分就流量计发展的第一个方向设计出高性能、高精确度的智能型微流量电磁流量计。 文中首先分析了用电磁法测量微流量时比较难测量的原因。根据分析结果，在流量计传感部分采用矩形测量导管来代替传统的圆形测量导管产生磁感应电动势。接着对矩形测量导管进行建模，并在流体流经矩形测量导管时产生感应电动势的大小、流体在测量导管中的压力损失和传感器内阻的大小对输出信号的影响等几个方面与圆形测量导管进行比较后得出采用矩形测量导管完全能够有效地完成微流量的测量。这就为在微流量条件下采用电磁法进行测量建立了理论基础。 其次，在电流励磁部分分析了传统的采用50Hz交流电励磁法和方波励磁法的优、缺点，提出了利用微控制器实现频率可调的低频正弦波电流励磁方法。相对于50Hz交流励磁，这种励磁方法可以采用更低的频率来对微流量的磁路进行励磁，一方面可以完全消除工频干扰，另一方面可以极大地减小正交干扰；相对于方波励磁，这种励磁方法相当于多值方波励磁，有利于消除或减少方波法励磁所带来的微分干扰。 紧接着，在微流量电磁流量计转换器部分，通过有效地设计电路消除或极大地减小了同相干扰、正交干扰和50Hz工频干扰等干扰信号，将流量信号恢复并放大到0～2.5V之间。 最后，流量电压信号经过A／D采样后输入到微处理器中。经过微处理器处理后完成各种显示、控制及通信等功能，实现流量计的高度智能化。 第二部分：LS旋转流量计超低功耗设计的研究 此部分就流量计发展的第二个方向来设计出功耗超低、体积小巧、性能较高 的LS旋转式流量计。 功耗问题一直困扰着流量计的单表设计。以前的单表型流量计都无法降低功 耗到足以用干电池供电，最多只是采用蓄电池供电。本课题设计出的LS旋转流 量计真正实现了超低功耗，可以采用干电池长期供电。 文中紧紧抓住功耗问题，分别从传感器等输入通道、单片机的选择及运行方 式、液晶显示等传感器输出通道及电池电源的选择等方面对LS旋转流量计进行 超低功耗分析、设计。最终设计出的整套系统达到了真正的超低功耗。本部分研 究的流量计对流体介质没有特别的要求，因此应用范围广。更为重要的是流量计 系统功耗极低，特别适合于在市用电无法供电的情况下对流量进行测量。 课题研究中所提及的各种超低功耗设计原则和思想可以应用到其他的电路 设计中去。 本文的创新之处在于采用矩形测量导管大大增加微流量条件下的感应电动 势；采用输出频率可调的正弦波电流作为励磁电流达到消除50HZ频干扰和减 少正交干扰的目的；利用单片机等高端现代电子产品实现了电磁流量计的高度智 能化及设计出真正的超低功耗的、可用干电池长期供电的LS旋转流量计。
刘晓丰[6]2008年在《高压喷射注浆检测装置研究》文中进行了进一步梳理高压喷射注浆技术广泛应用于建筑物的地基加固和防渗工程中,它是将高压水力喷射切割技术和注浆技术相结合的一种施工工艺。随着技术的创新和设备的改进,高压喷射注浆技术呈现出进度快、效率高、适应性强的特点。目前,国内高压喷射注浆的检测停留在传统的检测手段上,且都是在施工完成后对成桩的检测。本文在对三重管法高压喷射注浆理论和工艺的研究基础上,分析高压水的压力、流量,压缩空气的压力、流量,浆液的压力、流量和水灰比,以及喷射提升速度和旋转速度对工程质量的影响,提出在施工过程中集中、自动检测这些参数,间接对工程质量作出定性评价。在工程检测中,传感器是检测系统的感观器件,选择合适的传感器是保证检测参数准确、真实、可靠与否的关键。本文通过高压喷射注浆各待检测参数的综合研究,选择与检测参数相适合的传感器。本文参照中南大学LJ系列灌浆自动记录仪,初步设计了高压喷射注浆自动记录仪,实现了注浆工艺参数的输入、检测数据的动态显示、注浆数据资料的存储和现场打印以及注浆参数超限时的声光报警。本文结合皂市水利枢纽工程现场试验,验证了高压喷射注浆自动记录仪可以满足高压喷射注浆工程检测的需要。本文的研究作为工程检测向过程控制过渡的前期工作,对今后高压喷射注浆的自动化施工具有积极意义。
李凯[7]2005年在《虚拟式多通道流量测试仪的设计与研发》文中研究表明流量测试在工业生产和科研工作中占有重要地位,流量测试仪器的功能和性能对于流量测试结果有着很大影响,因此开发高性能的流量测试仪是十分必要的。本文首先概述了常用的流量测试技术和流量测试仪器的发展与现状,指出了当前硬件化流量测试仪器的特点和局限性;然后分析了最具代表性的流量测试与仪器的原理,其中包括它们的测量机理、物理结构和注意事项;接着介绍了一种先进的仪器制造技术——虚拟仪器技术以及在此基础上形成的虚拟仪器,对虚拟仪器的产生、特点、系统结构做了较详细的介绍并和传统硬件化仪器做了对比,突出了虚拟仪器的优越性;最后把虚拟仪器和流量测试技术相结合,形成了本文着重介绍的虚拟式多通道流量测试仪。在本文中,作者详细介绍了虚拟式多通道流量测试仪的逻辑结构和软硬件设计,运用面向对象(OOP)的软件设计方法,通过中心控制模块、测量通道和测量范围设置模块、数据采集与处理模块、数据分析模块、数据显示模块、数据回放模块、打印输出模块和其他辅助功能模块的设计,实现了对流量信号进行采集、处理、分析和显示的功能很强的虚拟式流量测试仪。系统的实测实验表明本虚拟式流量计测量灵活,测量范围宽,选择合适的传感器,可实现0～20m/s 范围内的流量测量,测量精度较高,既能实现在线分析又能实现离线处理。所有这些展示了虚拟仪器强大的生命力和流量测试的新方法。文章最后从流量场测试和分布式网络化测试两个方面讨论了本测试仪器的进一步发展方向。本文介绍的虚拟式多通道流量测试仪是在秦树人教授倡导的“虚拟仪器国产化”影响下的一次成功尝试。
孙志强[8]2007年在《基于涡街特性的流动分析与参数检测》文中指出流体在管道内的流动几乎存在于所有工业生产过程和设备之中。作为热量、质量、动量传递和参与化学反应的主要介质，流体的流动状态及其参数的变化对生产过程有着至关重要的影响。及时掌握管内流体流动状态并准确测量其参数，是有效控制生产操作、优化生产过程的必备条件之一。然而，工业生产中流体种类繁多、工作条件复杂，虽然目前已有多种流体参数测量方法和仪表，但是仍然存在大量的实际问题急待解决。一直以来，流体状态的获取及其参数的测量都是过程检测与控制领域的一大公认难题。涡街是粘性流体在一定条件下绕过非流线型柱体时产生的一种特殊的流动现象。越来越多的研究显示出，涡街与其所在的流场状态密切耦合，涡街特性能够在很大程度上反映流体流动状况。因此，涡街特性作为一个包含大量流动信息的“富流场信息源”，通过对其采用合适的信号检测和处理方法，可以实现对管内流体的流动分析和参数检测。尽管这一课题的理论和实际意义均十分重大，但是该领域的研究成果还相当有限。因此，在这一前沿交叉方向上开展研究工作，不但能够有力推动过程参数检测理论和技术的发展，同时也将为尚在迅速发展中的流体力学旋涡理论注入新的活力。本论文紧紧围绕基于涡街特性的管道内流体流动分析与参数检测这一核心目标开展研究，独创性地利用涡街尾流中特定位置处的管壁差压对单相流和气液两相流的流动特性进行了系统的分析，深入刻画了涡街特性与其所处流场状态的耦合关系，并在此基础上，成功实现了流量和流型等关键参数的有效检测。本论文完成的主要工作和创新点如下：(1)根据涡街流动的基本特性，首次提出了基于管壁处静压波动信号的非侵入式涡街流动特性检测新方法——“管壁差压法”。通过采用RNG k-ε模型对管内涡街流场的三维数值模拟，论证了管壁差压法的可行性，着重描绘了管内卡门涡街的产生和脱落过程，重点分析了静压和速度等流动参数随涡街脱落的演变情况，针对不同的检测目的设计了周向式和轴向式两种管壁差压法，研制了配套的信号处理系统。(2)基于管壁差压法提取的涡街特性，成功地实现了管道内单相流体流量的准确测量。通过从管壁差压信号中提取涡街频率，根据涡街频率与流速的关系获得了管内流体的体积流量，形成了一种检测更稳定、抗干扰性更强、测量下限更低的“管壁差压式涡街流量计”；分析了干扰噪声、取压位置、引压管等因素对管壁差压式涡街流量计测量性能的影响，评定了测量系统的不确定度，提出了相应的克服措施，优化了管壁差压式涡街流量计的测量性能；基于渐缩渐扩管原理，有效地拓展了管壁差压式涡街流量计的测量下限。(3)创新性地提出了基于涡街信号统计特征的流动分析的思想及方法，并实现对部分管道内流体流动状态的诊断。通过对涡街信号的功率谱和高阶谱分析，提出了“功率谱式涡街能量比”，为涡街流量计检测元件位置的优化提供了依据，并以双谱幅度最大值为特征参数，揭示了涡街信号的非高斯性随流量的变化情况，深化了人们对涡街流动现象的认识；利用固有模态分解技术提取了非平稳状态下涡街信号的固有模态函数，提出了“EMD式涡街能量比”，实现了定量判断管内涡街流动是否处于正常单相流动状态。(4)首次研究了气液两相流涡街和气液两相流绕流的管壁差压特性，定量判别了气液两相流涡街的稳定性，揭示了流型对气液两相流绕流压降的影响。以气液两相流涡街周向管壁差压信号为基础，提出了一个基于管内平均流速和涡街频率的量纲为1的涡街稳定性指数，利用该指数可实现对管内气液两相流涡街的稳定性的定量判断，发现体积含气率对气液两相流涡街的稳定性起主要作用；通过轴向管壁差压法测量了气液两相流绕流近尾流区的动态压降，讨论了气液两相流绕流动态压降与流型之间的关系，结果表明，气液两相流绕流的动态压降特性对于流型具有很大的依赖性。(5)提出了基于气液两相流绕流频域特征的流型识别方法，并成功地应用于垂直管中气液两相流流型的识别。通过对气液两相流绕流周向管壁差压信号频域特征的量化处理，分析了频域特征参量与流型之间的关系，设计了一个三层前馈人工神经网络，以气液两相流绕流周向管壁差压信号的量化频域特征作为输入，以数值化的流型作为输出，采用BP算法进行训练。该方法对于垂直上升管内的单相水、泡状流、弹状流和混状流有较好的识别效果，准确率接近90％。(6)基于气液两相流涡街特性，创新性地提出了涡街—文丘里联合法和单涡街流量计法，实现了气液泡状流流量和含气率等关键参数的测量。通过分析管壁差压式涡街流量计在气液泡状流中的性能和不确定度，提出了以涡街流量计和文丘里管作为测量元件的“涡街—文丘里联合法”，建立了以涡街频率和文丘里差压为被测量的测量模型，该方法对气液泡状流质量流量的测量相对误差可达±5％；通过建立涡街周向管壁差压信号频率和幅度与被测流体的关系，使用单个涡街流量计实现了对气液泡状流流量和体积含气率的双参数测量，该方法对气液泡状流流量和体积含气率的测量相对误差分别为±5％和±10％，可以满足大量工业实际应用的要求。本论文以涡街特性这一学术思想为主线，在一个统一的框架内集中解决了单相流流量测量与状态诊断、气液两相流流型识别与参数测量等过程检测基本问题。以上研究成果得到了国内外同行的广泛认可和正面评价，目前已经和即将在Measurement Science & Technology、Sensors & Actuators A Physical、Measurement、Flow Measurement & Instrumentation、Chemical Engineering Communications等本领域权威学术刊物上发表相关论文30余篇，申请和授权国家专利7项，并且部分研究成果还受到了国内一些著名仪表厂家的关注，正在商议相关合作和技术转让等事宜。这些研究成果丰富和发展了过程参数检测理论和技术，对涡街特性向实际工程的应用必将产生重要的推动作用，同时，对流体力学旋涡理论等相关交叉领域的发展也将起到积极的促进作用。
王肖芬[9]2007年在《流量传感器信号建模、信号处理及系统研究》文中研究说明本论文由三部分组成：热膜式MAF传感器动态非线性建模、正弦激励下电磁流量传感器信号建模与信号处理以及涡街流量传感器信号处理方法研究与系统研制。(1)针对热膜式MAF传感器存在的动态非线性问题，对传感器动态非线性模型及其辨识方法进行了研究。采用块联模型来描述传感器的动态非线性，研究了Vandermonde参数辨识方法，提出了两步辨识方法。仿真结果表明，这两种方法都是有效的，而两步辨识方法抑制噪声能力较强。(2)在进行静动态实验的基础上，采用所提出的两步辨识方法，建立了一个统一的热膜式MAF传感器的Hammerstein模型，能全面描述传感器在大小流量和正负阶跃输入情况下的动态非线性特性，并给出传感器的性能指标。(3)通过分析电磁流量传感器的工作原理，提出了正弦激励下电磁流量传感器的信号模型，充分反映“变压器效应”和“电涡流现象”；依据实验数据，提出了两步拟合方法，确定了信号模型的参数。该模型定量了描述传感器输出与流量、激励信号之间的关系。(4)根据所提出的电磁流量传感器信号模型的相位信息，对正交解调使用的参考信号进行相位调整。有效地消除了正交干扰的影响，减小了传感器的零点输出。(5)根据小波理想重构条件，运用IIR结构构造Butterworth型小波滤波器组，获得更好的幅频特性。解决IIR小波滤波器的实现的问题，将其应用于含有噪声的涡街传感器信号的基波提取和频率测量。在频率测量中，提出极值误点的判别方法，用最小二乘方法估计频率，减少低频噪声的影响。采用抛物线插值方法消除非整周期采样误差。(6)采用数字滤波与频谱分析相结合方法处理涡街流量传感器信号，有效地消除强管道振动等噪声干扰。采用RFFT实现信号频谱估计，将计算量减少了近一半，以便算法的实时实现。采用频谱校正的方法，提高了频率估计的精度。(7)采用片上外设丰富的DSP芯片TMS320LF2407A作为处理器，研制了涡街流量传感器数字信号处理系统。采用限幅滤波电路，解决传感器信号强度变化大，需要调整硬件电路参数的问题。通过设置合适的频率分辨率和频谱校正方法，温度和压力补偿，提高测量精度；利用DSP内部定时器，用软件方式输出脉冲，保证其输出的精度。利用数据循环缓冲区，边采样边计算，实现信号的实时处理。研制的系统体积小，制作成本低，功能齐全，能与不同口径的涡街流量计本体匹配，扩展仪表量程，提高仪表抗噪声能力。(8)对研制的基于DSP的涡街流量计数字信号处理系统进行了实验调试、现场实验和标定实验，验证了系统的处理精度和工作的稳定可靠性。该系统已经在工业现场应用。
孙江丽[10]2011年在《仪器仪表仿真系统在过程自动化工程师培养中的应用研究》文中研究指明自动化仪器仪表在现代化工业生产中占有非常重要的地位,仪器仪表选择的好坏是衡量自动化水平的重要指标之一。对于一个合格的自动化过程工程师而言,不仅需要具备有研究各类仪器仪表的输入输出特性和故障分析的能力,还需要掌握常用的仪器仪表选型技术。然而目前而言,国内自动化过程工程师的教学有些理论偏离实际,很多过程工程师不具备有将仪器仪表的理论研究和实际工作相结合的能力。为了较好的解决上述问题,本课题对常用的自动化仪器仪表进行了机理分析和动态仿真建模,同时收集了国内主要厂家自动化仪表的产品参数,建立了比较全面的自动化仪表产品数据库,编写了仪表自动选型软件。课题研究的自动化仪表包括调节阀、压力传感器、温度传感器、流量传感器和物位传感器。本课题具体研究内容及研究成果如下：1)常用自动化仪器仪表的机理分析和动态仿真建模工作,包括建模目的提出、建模及仿真思路的分析、建模机理的研究以及针对机理进行建模等四个方面内容；2)仪表仿真采用C++编程语言实现,程序响应速度快,可移植性好。本课题所采取的设计模式为建造者模式,依据所建立的数学模型进行UML设计,模型包括用例分析、时序图以及设计图三方面内容；3)搜集了国内主要厂家部分自动化仪表的产品数据,建立了产品数据库,并提供产品检索、添加和删除信息功能；4)借助虚拟仪器的思想对仪器仪表进行界面及曲线实现,包括正常参数传递、曲线输出、仪器自定义和调节阀故障分析等环节；5)编写了仪表自动选型软件,将仪表仿真模型和产品数据库进行链接。通过选择可配置参数,用户可以在相同工况下进行了对不同厂商同类型仪器的仿真曲线进行对比,极大的方便了仪器仪表选型工作,提高了自动化过程工程师的工作效率。
参考文献：
[1]. 涡街电磁流量计机理的研究与开发[D]. 刘鹏民. 北京化工大学. 2000
[2]. 一种新型多电极插入式电磁流量传感器及其基础研究[D]. 陈坚祯. 上海大学. 2009
[3]. 基于卡曼涡街原理的井下流量计的研究与应用[D]. 李珠玲. 大庆石油学院. 2006
[4]. 基于AMESim齿轮流量计仿真研究[D]. 王永生. 安徽理工大学. 2009
[5]. 微流量智能型电磁流量计及LS旋转流量计超低功耗设计的研究[D]. 胡俭波. 浙江大学. 2002
[6]. 高压喷射注浆检测装置研究[D]. 刘晓丰. 中南大学. 2008
[7]. 虚拟式多通道流量测试仪的设计与研发[D]. 李凯. 重庆大学. 2005
[8]. 基于涡街特性的流动分析与参数检测[D]. 孙志强. 浙江大学. 2007
[9]. 流量传感器信号建模、信号处理及系统研究[D]. 王肖芬. 合肥工业大学. 2007
[10]. 仪器仪表仿真系统在过程自动化工程师培养中的应用研究[D]. 孙江丽. 北京化工大学. 2011
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