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流量计量中密度补偿的研究

张红光  
【摘要】: 密度的温度、压力补偿技术是流量检测技术中的重要研究课题之一。在流量计量中如何用相对简单的方法克服密度的影响或在线测量流体的质量流量一直是人们关心的问题,通过对密度的补偿达到提高质量流量的测量精度具有重要的意义。本文主要对密度的温度、压力补偿技术进行了研究,同时还对流量测量技术的发展、质量流量的测量方法、密度补偿的数学模型、误差影响因素、单片机组成的智能流量仪进行了分析,通过密度的补偿对于提高质量流量的测量精度具有重要的意义。 流体的体积流量受温度、压力等参数的影响,在参数不断变化的情况下,会带来较大的测量误差。在高温高压的情况下,直接式质量流量计受材料和结构的影响应用遇到困难,而间接式质量流量计由于密度受温度和压力适用范围的限制,实际应用不普遍。 在工业生产中广泛采用的是温度压力补偿式质量流量计,根据密度与温度、压力的关系,建立密度的数学模型,与体积流量相乘而得到质量流量。现在大多数的流量检测仪表是检测的体积流量,若按差压式流量仪表测量质量流量,其方程为(K-与节流装置有关的系数);若按线性流量仪表测量质量流量,其方程为q_m=Kpf(K-仪表系数)。通过直接在线测量差压或频率、温度和压力即可得到质量流量。目前,温度、压力补偿式质量流量计虽已实用化,但大多数情况下还不能直接在线测量密度,在被测介质参数变化范围很大时,要达到正确补 四少U大学工程硕士学位论文 偿较困难,因此还需进一步研究实际生产中具体介质适用的密度数学模型。本文 在其它学者提出的数学模型基础上,对常用气体介质密度的温度、压力补偿式作 了进一步的探讨和误差分析。 最后,在前期研究的基础上,本文对目前尚难处理的液氨质量流量的计量 问题,应用最小二乘法的方法,建立了液氨密度温度补偿数学模型p=p。(1 +pt+Yt’),并提出了液氨质量流量在线测量的计量方案。通过原理分析及 实际应用,获得了满意的结果,证明数学模型的曲线拟合精度高,模型密度计 算值与实验值误差士0.05%,达到了质量流量在线检测的要求,具有良好的经 济效益。


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