【摘要】：科氏質(zhì)量流量計(jì)用于流體質(zhì)量流量的直接測(cè)量,測(cè)量準(zhǔn)確度高,重復(fù)性好,而且還能同時(shí)實(shí)現(xiàn)流體的體積流量、密度、溫度等多參數(shù)和不同流體狀況下的測(cè)量,具有廣闊的應(yīng)用前景。本文針對(duì)科氏質(zhì)量流量計(jì)在科研實(shí)驗(yàn)和實(shí)際工業(yè)應(yīng)用中面臨的兩種特殊情況,即特殊流量管型和特殊測(cè)量介質(zhì)兩種情況,研制相應(yīng)的驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)和研究相應(yīng)的驅(qū)動(dòng)方法,有效地解決了所面臨的技術(shù)難題。針對(duì)微彎或直管式科氏質(zhì)量流量傳感器,輸出信號(hào)頻率高,相位差小的特點(diǎn),且現(xiàn)有變送器系統(tǒng)無法保證已有算法實(shí)時(shí)性處理的問題,研制基于TMS320C6726型DSP為核心的高頻科氏質(zhì)量流量計(jì)數(shù)字驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)硬件平臺(tái)。根據(jù)系統(tǒng)功能的需要合理分配資源,利用總線結(jié)構(gòu)克服DSP資源不足；擴(kuò)展常用電路和外設(shè)接口,實(shí)現(xiàn)儀表功能；采用數(shù)字合成的方式合成驅(qū)動(dòng)信號(hào),保證流量計(jì)在批料流／兩相流下仍能正常工作。針對(duì)帶有噪聲的1001 Hz的信號(hào)測(cè)量,所研制的數(shù)字驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)硬件平臺(tái)具有0.1級(jí)的測(cè)試精度。水流量標(biāo)定實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,匹配艾默生DN25口徑的Q型傳感器,在11：1的量程比內(nèi),測(cè)量精度優(yōu)于0.08%,重復(fù)性達(dá)到0.03%。針對(duì)科氏質(zhì)量流量計(jì)應(yīng)用于工業(yè)測(cè)量兩相流的過程中,所面臨的傳感器信號(hào)波動(dòng)范圍大,流量管無法維持兩相流下最佳幅值振動(dòng)的問題,研究變傳感器信號(hào)設(shè)定值的驅(qū)動(dòng)控制方法。分析影響流量管振動(dòng)幅值大小和穩(wěn)定性的因素；提出跟蹤傳感器信號(hào)幅值、變傳感器信號(hào)設(shè)定值的控制方法；進(jìn)行兩種設(shè)定值方法的對(duì)比實(shí)驗(yàn),并對(duì)兩相流信號(hào)的波動(dòng)特性進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)差評(píng)估和PDF分析。對(duì)比實(shí)驗(yàn)表明,在不同含氣量和控制及時(shí)性的情況下,變傳感器設(shè)定值的控制方法均具有良好的信號(hào)跟蹤和幅值控制的性能,流量管振動(dòng)較平穩(wěn),傳感器信號(hào)幅值波動(dòng)范圍小,極大地減小了兩相流測(cè)量過程中的波動(dòng)性。
[Abstract]:Coriolis mass Flowmeter is used for direct measurement of fluid mass flow. It has high accuracy and good repeatability. It can also realize the measurement of fluid volume flow, density, temperature and other multi-parameters and different fluid conditions at the same time. It has a wide application prospect. Aiming at the two special situations faced by Coriolis mass Flowmeter in scientific research experiment and practical industrial application, that is, special flow tube type and special measuring medium, the corresponding driving system and driving method are developed in this paper. The technical problems are solved effectively. Aiming at the characteristics of micro-bend or straight-tube Coriolis mass flow sensor, the output signal frequency is high and the phase difference is small, and the existing transmitter system can not guarantee the real-time processing of the existing algorithms. A hardware platform for digital driving system of high frequency Coriolis mass Flowmeter based on TMS320C6726 DSP is developed. According to the need of system function, resource allocation is reasonable, using bus structure to overcome the shortage of DSP resource, expanding common circuit and peripheral interface to realize instrument function. The driving signal is synthesized by digital synthesis to ensure that the Flowmeter can still work properly under batch / two-phase flow. For the signal measurement of 1001 Hz with noise, the hardware platform of the developed digital drive system has a test precision of 0.1 level. The experimental results of water flow calibration show that the accuracy of the Q sensor matching Emerson DN25 caliber is less than 0.08% and the repeatability is 0.03% within the range ratio of 11:1. In view of the problem that Coriolis mass Flowmeter is used in industrial measurement of two-phase flow, the range of sensor signal fluctuation is large, and the flow tube can not maintain the optimal amplitude vibration of two-phase flow. The driving control method of variable sensor signal setting value is studied. The factors affecting the vibration amplitude and stability of flow tube are analyzed, and the control method of tracking sensor signal amplitude and variable sensor signal setting value is put forward. Two methods of setting values are compared, and the wave characteristics of two-phase flow signals are evaluated by standard deviation and PDF analysis. The comparison experiment shows that the control method of variable sensor set value has good performance of signal tracking and amplitude control under different gas content and timely control, the vibration of flow tube is stable, and the range of amplitude fluctuation of sensor signal is small, and the control method of variable sensor set value has good performance of signal tracking and amplitude control under the condition of different gas content and timely control. The fluctuation in the measurement process of two-phase flow is greatly reduced.
【學(xué)位授予單位】：合肥工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號(hào)】：TH814.6

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本文編號(hào)：2453073