收藏本站
《天津大学》 2009年
收藏 | 手机打开
二维码
手机客户端打开本文

涡街流量传感器小流量测量性能研究

郑丹丹  
【摘要】: 涡街流量传感器是一种比较新型的速度式流量仪表,近30年发展迅速。因其具有可靠性高、压力损失小、量程比宽等优点,被广泛应用于化工、石油、冶金、轻工、食品等流程工业。对于目前工业现场常用的应力式涡街流量传感器,受其工作原理制约,在进行流量测量时易受到外界各种干扰,从而影响其测量精度及测量范围,该问题在小流量测量时尤为突出。本论文分别从数字信号处理方法、传感器结构优化——压电探头位置研究、纯硬件结构的仪表系数非线性修正几方面,对涡街流量传感器在小流量测量时的性能进行全面优化和改进。 主要完成了以下工作: 基于Hilbert-huang变换(HHT)的数字信号处理方法改进。通过对小流量时涡街信号进行时域和频域分析,总结有用信号、噪声的特征及形式。针对小流量时的信号特点,对HHT经典方法进行改进,使其更加适应涡街小信号去噪。通过与经典数字信号处理方法FFT的实验对比,验证了该方法在精确提取涡街有用信号、扩展测量下限方面的实用性。 对目前工业中常用的应力式涡街流量传感器探头位置进行研究。分别在二维和三维涡街流场中对三种尺寸的梯形柱旋涡发生体进行实验,通过分析压力、速度信号在不同位置时的信号强度、信噪比、线性度等指标,最终分别确定了在二维、三维流场中压电探头的最佳检测位置,指出应将探头置于发生体下游涡的成熟区域,并推理出估算公式,揭示了影响该位置的因素。通过与涡街流量传感器原设计进行对比实验表明,不仅测量下限有所降低,测量精度也有提高。并借助流场数值仿真实验和理论分析对以下三个问题进行了详细讨论:二维、三维涡街流场差异;基于涡量输运方程的涡街流场研究;梯形柱与圆柱旋涡发生体流场差异。这些问题的研究与分析有助于更全面深刻地认识涡的产生、脱落机理、尾迹特征以及涡街流场的速度压力分布。 提出基于CPLD的硬件式仪表系数非线性修正方法。利用三次样条插值法对小流量时超出线性度范围的仪表系数进行逼近,CPLD程序中嵌入查找表对仪表系数进行非线性修正,通过对查找表的优化,不仅节约了资源而且降低了功耗。实验证明,修正后的涡街流量计可以在保证精度的基础上有效地扩展测量范围。该方法对于存在仪表系数非线性问题的其他流量仪表也同样适用,具有良好的推广性。
【学位授予单位】:天津大学
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2009
【分类号】:TH814

手机知网App
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 史安明;郑士君;;质量流量计的原理及其性能优点[J];绿色科技;2011年07期
2 邹世平;赵学;陈学卿;;内锥流量计在氟化氢流量测量中的改进及应用[J];桂林航天工业高等专科学校学报;2011年02期
3 张俊;张晓婷;杨海;张娟娟;陈娟;;基于相关算法的电磁流量计抗噪性能研究[J];传感器世界;2011年05期
4 贾东林;;流量计小信号切除的最优化[J];新疆有色金属;2011年04期
5 王庚;;焦化企业流量仪表选型[J];现代冶金;2011年01期
6 彭年仔;;节流装置流量测量的分析[J];石油化工自动化;2011年03期
7 徐文峰;;二滩水电站水轮机差压法流量测量[J];水电站机电技术;2011年04期
8 任桂芬;;基于流量计算的PLC一体化流量测量方法的改进[J];油气田地面工程;2011年05期
9 王建;;气体流量测量的温度与压力补偿[J];科技信息;2011年18期
10 周人;;大量程比的流量测量方案[J];石油化工自动化;2011年03期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 凌星;;核电站反应堆冷却剂系统流量测量方法简析[A];中国核科学技术进展报告——中国核学会2009年学术年会论文集(第一卷·第3册)[C];2009年
2 承轩德;;能源计量中的流量测量[A];江苏省能源研究会第七届学术年会论文集[C];1998年
3 李普良;刘青松;;发动机高温防冰引气流量测量与误差分析[A];2010航空试验测试技术学术交流会论文集[C];2010年
4 许静;史文域;;燃油加力总管流量测量试验器的设计[A];晋冀鲁豫鄂蒙川云贵甘沪湘十二省区市机械工程学会2007年学术年会论文集(河南、贵州分册)[C];2007年
5 李安顺;;超声波技术在煤气流量测量中的应用[A];中国计量协会冶金分会2011年会论文集[C];2011年
6 张永胜;王金华;刘彦军;;矩形微管道内流量测量方法研究[A];中国航空学会第七届动力年会论文摘要集[C];2010年
7 吴勇军;唐红;;高速网络中基于特定业务流的流量测量方法研究[A];现代通信理论与信号处理进展——2003年通信理论与信号处理年会论文集[C];2003年
8 戚梦泽;朱明乔;何潮洪;;原油三相分离连续计量装置的研究[A];中国仪器仪表学会第六届青年学术会议论文集[C];2004年
9 胡云鹏;李敏雪;;BZ26-2油田改造项目中流量计的选型设计[A];第十四届中国海洋(岸)工程学术讨论会论文集(下册)[C];2009年
10 桂晓琳;许向阳;;基于Elman神经网络的网络流量预测[A];全国自动化新技术学术交流会会议论文集(一)[C];2005年
中国重要报纸全文数据库 前10条
1 祝海林;流量测量方法及仪表选择[N];中国化工报;2004年
2 记者 王娅莉;流量测量培训4月在桂林举行[N];中国质量报;2004年
3 王娅莉;怎样分析流量测量不确定度[N];中国质量报;2004年
4 本报记者 王娅莉;新流量测量技术为“温室气体”降温[N];中国质量报;2005年
5 天津水泥工业设计研究院 张卫民;新型流量计开始在水泥行业中应用[N];中国建材报;2005年
6 成语;LDM-51型智能明渠流量计[N];中国水利报;2005年
7 杨蕾;全力破解水大流量计量难题[N];中国质量报;2007年
8 记者 曲京佳;艾默生将在南京建流量中心[N];中国化工报;2007年
9 天津水泥工业设计研究院 张卫民;热式气体流量计用于低温余热发电[N];中国建材报;2007年
10 四川 王珍秀;常用流量计选型指南[N];电子报;2006年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 郑丹丹;涡街流量传感器小流量测量性能研究[D];天津大学;2009年
2 谢高岗;IP网络性能测量技术研究[D];湖南大学;2002年
3 贾云飞;涡街流量传感器不同流体条件下测量特性的研究[D];天津大学;2007年
4 罗守南;基于超声多普勒方法的管道流量测量研究[D];清华大学;2004年
5 黄咏梅;基于差压原理的涡街质量流量测量方法研究[D];浙江大学;2005年
6 王洪波;互联网测量系统可扩展性问题及其关键算法研究[D];北京邮电大学;2006年
7 孙志强;基于涡街特性的流动分析与参数检测[D];浙江大学;2007年
8 方立德;基于狭缝文丘里的气液两相流检测技术研究[D];天津大学;2007年
9 卢胜利;引黄灌渠斗口水流量软测量技术研究[D];上海大学;2009年
10 侯军虎;基于多参数的风机状态监测与故障诊断的研究[D];华北电力大学(河北);2004年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 程宁;基于射流振荡的微小尺度下流量测量方法研究[D];中国计量学院;2012年
2 宋亚召;基于C8051F020的多通道智能流量记录仪[D];山东大学;2012年
3 王延龙;基于流量测量用数字相关器的FPGA实现研究[D];云南大学;2011年
4 田一华;低压天然气检测系统的研究[D];哈尔滨理工大学;2004年
5 张震;高速IP网络中流量测量的关键技术研究[D];解放军信息工程大学;2009年
6 白翔宇;校园网络流量测量与分析[D];内蒙古大学;2004年
7 何群;超声波流量测量系统的关键技术研究与实现[D];哈尔滨工程大学;2004年
8 王文辉;大管径管道流量测量方法研究[D];华北电力大学(北京);2011年
9 许其清;两相流流量测量技术研究[D];南京理工大学;2004年
10 程斌;流动液体电阻特性及一种新型流量测量方法的研究[D];昆明理工大学;2006年
 快捷付款方式  订购知网充值卡  订购热线  帮助中心
  • 400-819-9993
  • 010-62791813
  • 010-62985026