本文選題：科里奧利式 + 質(zhì)量流量計(jì)��； 參考：《中南林業(yè)科技大學(xué)》2016年碩士論文

【摘要】：科里奧利質(zhì)量流量計(jì)(Coriolis Mass Flowmeter,以下簡(jiǎn)稱科氏質(zhì)量流量計(jì))能直接對(duì)質(zhì)量流量的參數(shù)進(jìn)行測(cè)量,且較同類產(chǎn)品測(cè)量的精度高,穩(wěn)定性好。但我國(guó)的科氏流量計(jì)市場(chǎng)卻被少數(shù)幾家國(guó)外品牌所壟斷,售價(jià)很高。研究分析表明,國(guó)內(nèi)的科氏流量計(jì)與國(guó)外同類產(chǎn)品比較主要在精度和穩(wěn)定度方面有較大的差距。本文針對(duì)科氏流量計(jì)對(duì)測(cè)量精度和穩(wěn)定度的要求,從振動(dòng)原理、信號(hào)測(cè)量到驅(qū)動(dòng)控制技術(shù)等方面進(jìn)行較全面的研究和實(shí)驗(yàn),應(yīng)用嵌入式系統(tǒng)的硬件和相應(yīng)的軟件算法對(duì)科氏流量計(jì)進(jìn)行了改進(jìn)設(shè)計(jì)。進(jìn)行的工作和取得的主要成果如下。(1)現(xiàn)存的微彎型科氏質(zhì)量流量計(jì)變送器在對(duì)小流量信號(hào)進(jìn)行測(cè)量時(shí),在測(cè)量精度和穩(wěn)定度上無(wú)法達(dá)到理想效果。針對(duì)這一問(wèn)題,基于原有處理信號(hào)的算法,對(duì)其進(jìn)行改進(jìn)和優(yōu)化,利用兩級(jí)濾波與四點(diǎn)拉格朗日插值方法相結(jié)合的“組合算法”,能更加徹底的濾除噪聲,實(shí)現(xiàn)過(guò)零點(diǎn)檢測(cè)計(jì)算。對(duì)后期得到的數(shù)據(jù)進(jìn)行平均處理,使測(cè)量結(jié)果具有良好的精度和穩(wěn)定度。(2)采用模糊PID控制方法對(duì)測(cè)量管振動(dòng)進(jìn)行控制,極大地增強(qiáng)了測(cè)量管振動(dòng)的抗干擾能力。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,測(cè)量管從起振到振幅穩(wěn)定使用傳統(tǒng)PID控制時(shí)則需要13s,而使用模糊PID控制只需要4s左右。特別地,當(dāng)測(cè)量管內(nèi)流體突然變成氣液二相流時(shí),傳統(tǒng)控制下需要22秒能恢復(fù)正常振動(dòng),而模糊控制方法只需要13s。(3)在綜合前述研究成果的基礎(chǔ)上,研制出一款流量計(jì)變送器。與國(guó)外15mm口徑微彎型傳感器相匹配進(jìn)行空管零點(diǎn)測(cè)試,并在實(shí)驗(yàn)平臺(tái)上進(jìn)行水流量測(cè)試實(shí)驗(yàn),測(cè)試結(jié)果表明,變送器在長(zhǎng)時(shí)間內(nèi)均能具有很好的零點(diǎn)穩(wěn)定性,且在20：1的量程比范圍內(nèi)達(dá)到了0.5級(jí)測(cè)量精度,且重復(fù)性達(dá)到萬(wàn)分之三。實(shí)驗(yàn)測(cè)試證實(shí)了改進(jìn)設(shè)計(jì)后的變送器系統(tǒng)能很好地提高微彎型傳感器的測(cè)量精度和穩(wěn)定度。
[Abstract]:Coriolis Mass Flowmeter (Coriolis Mass Flowmeter) can measure the parameters of mass flow directly, and has higher accuracy and better stability than similar products. But our country's Coriolis Flowmeter market is monopolized by a few foreign brands and the price is very high. The research and analysis show that the Coriolis Flowmeter has a big difference in precision and stability. According to the requirements of Coriolis Flowmeter for measuring accuracy and stability, this paper makes a comprehensive research and experiment on vibration principle, signal measurement and drive control technology. The design of Coriolis Flowmeter is improved by using the hardware of embedded system and the corresponding software algorithm. The work and main results obtained are as follows: 1) the existing microcurved Coriolis mass Flowmeter transmitter can not achieve ideal results in measuring the small flow signals in terms of measurement accuracy and stability. To solve this problem, based on the original signal processing algorithm, it is improved and optimized, and the combined algorithm which combines two-stage filter and four-point Lagrangian interpolation method can filter noise more thoroughly. The calculation of zero crossing detection is realized. Through the average processing of the data obtained in the later period, the measurement results have good accuracy and stability. The fuzzy pid control method is used to control the vibration of the measuring tube, which greatly enhances the anti-interference ability of the measurement tube vibration. The experimental results show that the conventional pid control and fuzzy pid control are needed for 13 s and 4 s respectively. In particular, when the fluid in the tube suddenly becomes gas-liquid two-phase flow, it takes 22 seconds to recover the normal vibration under traditional control, while the fuzzy control method only needs 13s.m3) on the basis of synthesizing the above research results, a Flowmeter transmitter is developed. Matching with 15mm microbend sensor, the zero point of empty tube is tested, and the water flow is tested on the experimental platform. The test results show that the transmitter has good zero stability in a long period of time. In the range of 20:1 measurement range, the accuracy is 0.5 and the repeatability is 3/10000. The experimental results show that the improved transmitter system can improve the measurement accuracy and stability of the microbend sensor.
【學(xué)位授予單位】：中南林業(yè)科技大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：TH814

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本文編號(hào)：2049320