基于時差法流量檢測關(guān)鍵技術(shù)的研究
發(fā)布時間：2021-01-03 03:23
超聲波流量計是非接觸式儀表的一種,它既可以用于不同管徑介質(zhì)的流量的測量,又可以用于各種不易接觸和觀察介質(zhì)的測量。超聲波測量方式壓損小、精度高,基本不受被測介質(zhì)的各種參數(shù)干擾,尤其可以用于強腐蝕性、非導電性、放射性及易燃易爆介質(zhì)的流量測量�，F(xiàn)實應用于石油天然氣、石油化工、水處理、食品飲料、制藥、能源、冶金、紙漿造紙和建筑材料等行業(yè)。本文采用TDC-GP21進行超聲波流量檢測設(shè)備設(shè)計。TDC-GP21是ACAM公司推出的一款基于時差法的時間數(shù)字轉(zhuǎn)換器,可同時測量流量以及溫度,具有集成度高、一致性好、測量精度高等特點。本文將其運用在超聲波流量計的設(shè)計中,使流量計具有更高精度和更大量程比。首先,對超聲波流量檢測理論進行了研究,研究了時差法流速測量的原理,對流速測量算法進行分析,建立了流量檢測模型,并進行了相關(guān)的流體仿真;其次,分析了影響流量測量精度的幾個主要因素,對不同溫度下超聲波傳輸速度、不同溫度下水密度和溫度對管體材質(zhì)的影響進行了分析,運用修正系數(shù)補償算法來提高流量計測量精度,通過減小最小流速,提高了測量量程比;最后,采用TDC-GP21芯片研制了超聲波流量計樣機,運用真空灌封等技術(shù)突破換...
【文章來源】：哈爾濱工業(yè)大學黑龍江省 211工程院校 985工程院校
【文章頁數(shù)】：60 頁
【學位級別】：碩士
【部分圖文】：
大口徑對射型管道結(jié)構(gòu)示意圖
哈爾濱工業(yè)大學工程碩士學位論文動距離）加長，用于很好對模型進行分析。本文采用 SolidWorks 來設(shè)計基表的幾何模型，將設(shè)計完畢的模型導入 Fluent 中，采用 Fluent 軟件進行模型的建立與仿真，由圖 2-5 模型可見，其中反射片的安裝位置直接影響超聲波信號傳輸?shù)能壽E，超聲波信號在流場中的傳輸軌跡不是理想型的直線傳輸，由此產(chǎn)生的偏差將由反射片安裝的位置以及超聲波換能器發(fā)射接收位置來彌補，進行優(yōu)化設(shè)計。如圖 2-5 所示：
哈爾濱工業(yè)大學工程碩士學位論文.3 計算模型設(shè)入口邊界設(shè)定為速度入口條件即給定入口邊界上的速度值，出口設(shè)出口，材料選擇上由于不考慮傳熱問題，所以固體邊界使用軟件默認的流體選用水，為簡化計算，設(shè)其為不可壓牛頓流體的條件下建立網(wǎng)絡模件整體的計算網(wǎng)格外，對于管段縮徑階管段，對換能器的切除部位、反射片，溫度傳感器都進行了網(wǎng)格的加密化處理，以得到質(zhì)量更佳的，如圖 2-6 與圖 2-7 所示：
【參考文獻】：
期刊論文
[1]單片機和硬協(xié)議棧的Modbus TCP通信方案[J]. 黃大昌,丁力. 單片機與嵌入式系統(tǒng)應用. 2016(06)
[2]氣液兩相流氣泡測量技術(shù)研究[J]. 張建國,謝貴久,董文平,王躍社. 電子工業(yè)專用設(shè)備. 2015(08)
[3]超聲波熱量表流量計量中溫度補償算法研究[J]. 崔曉志,王翥. 傳感技術(shù)學報. 2015(08)
[4]超聲波熱量表流量計算的新方法[J]. 吳葉蘭,趙瑾,黃亞楠,陳紅軍. 儀表技術(shù)與傳感器. 2014(12)
[5]TDC-GP21在超聲波傳播時間測量中的應用[J]. 金松日,唐禎安,陳毅. 儀表技術(shù)與傳感器. 2013(06)
[6]超聲波熱量表的流量誤差變化研究[J]. 蔡勤,劉敦利,黃湘來. 石油工業(yè)技術(shù)監(jiān)督. 2013(05)
[7]TDC-GP21在時差法超聲波流量計中的應用[J]. 楊亞,王讓定,姚靈. 微電子學與計算機. 2013(03)
[8]數(shù)字壓力計示值誤差不確定度分析與評定[J]. 張國春. 計量技術(shù). 2012 (10)
[9]熱計量及熱計量改造中的體會和建議[J]. 徐德峰. 供熱制冷. 2012(09)
[10]超聲波熱量表的系統(tǒng)原理與系統(tǒng)結(jié)構(gòu)[J]. 牛睿,梁雪,廖學文,李虹,郭銳. 科技情報開發(fā)與經(jīng)濟. 2012(15)
博士論文
[1]基于傳感器數(shù)據(jù)融合的小通道氣液兩相流參數(shù)測量新方法研究[D]. 龍軍.浙江大學 2013
[2]基于波動性的氣液兩相流參數(shù)檢測研究[D]. 梁強.浙江大學 2007
[3]基于文丘里管的氣液兩相流參數(shù)檢測方法研究[D]. 岳偉挺.浙江大學 2004
碩士論文
[1]水流量標準裝置不確定度和流量穩(wěn)定性研究[D]. 李崢.天津大學 2009
本文編號：2954217
【文章來源】：哈爾濱工業(yè)大學黑龍江省 211工程院校 985工程院校
【文章頁數(shù)】：60 頁
【學位級別】：碩士
【部分圖文】：
大口徑對射型管道結(jié)構(gòu)示意圖
哈爾濱工業(yè)大學工程碩士學位論文動距離）加長，用于很好對模型進行分析。本文采用 SolidWorks 來設(shè)計基表的幾何模型，將設(shè)計完畢的模型導入 Fluent 中，采用 Fluent 軟件進行模型的建立與仿真，由圖 2-5 模型可見，其中反射片的安裝位置直接影響超聲波信號傳輸?shù)能壽E，超聲波信號在流場中的傳輸軌跡不是理想型的直線傳輸，由此產(chǎn)生的偏差將由反射片安裝的位置以及超聲波換能器發(fā)射接收位置來彌補，進行優(yōu)化設(shè)計。如圖 2-5 所示：
哈爾濱工業(yè)大學工程碩士學位論文.3 計算模型設(shè)入口邊界設(shè)定為速度入口條件即給定入口邊界上的速度值，出口設(shè)出口，材料選擇上由于不考慮傳熱問題，所以固體邊界使用軟件默認的流體選用水，為簡化計算，設(shè)其為不可壓牛頓流體的條件下建立網(wǎng)絡模件整體的計算網(wǎng)格外，對于管段縮徑階管段，對換能器的切除部位、反射片，溫度傳感器都進行了網(wǎng)格的加密化處理，以得到質(zhì)量更佳的，如圖 2-6 與圖 2-7 所示：
【參考文獻】：
期刊論文
[1]單片機和硬協(xié)議棧的Modbus TCP通信方案[J]. 黃大昌,丁力. 單片機與嵌入式系統(tǒng)應用. 2016(06)
[2]氣液兩相流氣泡測量技術(shù)研究[J]. 張建國,謝貴久,董文平,王躍社. 電子工業(yè)專用設(shè)備. 2015(08)
[3]超聲波熱量表流量計量中溫度補償算法研究[J]. 崔曉志,王翥. 傳感技術(shù)學報. 2015(08)
[4]超聲波熱量表流量計算的新方法[J]. 吳葉蘭,趙瑾,黃亞楠,陳紅軍. 儀表技術(shù)與傳感器. 2014(12)
[5]TDC-GP21在超聲波傳播時間測量中的應用[J]. 金松日,唐禎安,陳毅. 儀表技術(shù)與傳感器. 2013(06)
[6]超聲波熱量表的流量誤差變化研究[J]. 蔡勤,劉敦利,黃湘來. 石油工業(yè)技術(shù)監(jiān)督. 2013(05)
[7]TDC-GP21在時差法超聲波流量計中的應用[J]. 楊亞,王讓定,姚靈. 微電子學與計算機. 2013(03)
[8]數(shù)字壓力計示值誤差不確定度分析與評定[J]. 張國春. 計量技術(shù). 2012 (10)
[9]熱計量及熱計量改造中的體會和建議[J]. 徐德峰. 供熱制冷. 2012(09)
[10]超聲波熱量表的系統(tǒng)原理與系統(tǒng)結(jié)構(gòu)[J]. 牛睿,梁雪,廖學文,李虹,郭銳. 科技情報開發(fā)與經(jīng)濟. 2012(15)
博士論文
[1]基于傳感器數(shù)據(jù)融合的小通道氣液兩相流參數(shù)測量新方法研究[D]. 龍軍.浙江大學 2013
[2]基于波動性的氣液兩相流參數(shù)檢測研究[D]. 梁強.浙江大學 2007
[3]基于文丘里管的氣液兩相流參數(shù)檢測方法研究[D]. 岳偉挺.浙江大學 2004
碩士論文
[1]水流量標準裝置不確定度和流量穩(wěn)定性研究[D]. 李崢.天津大學 2009
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