基于LabVIEW的数字式层流流量计开发研究

脉动气体、微小流量气体的精确测量一直是困扰着诸多行业,为此,将先进的自动化测试技术与层流流量计相结合,设计了数字式层流流量计测量系统。该系统基于LabVIEW开发程序进行实时的测量信号处理,并实现人机交互的可视化界面;解决了一次仪表的使用不便、实时性不高、测量系统复杂等问题;此数字式层流流量计具有结构紧凑、使用方便、精度可靠等特点,适用于内燃机进气流量以及医院等科研机构对微小气体流量的测量。在375AY柴油机台架上进行了实测,与一次仪表相比误差一般小于1%。

史绍熙院士对层流流量计和内燃机空气流量测量的贡献

史绍熙院士是国内外著名的内燃机学家和工程热物理学家 ,他的科研贡献是多方面的。本文仅就他作为层流流量计科研开拓者在层流流量计和内燃机空气流量测量方面的贡献 ,阐述其贡献的内容与特点 。

基于层流流量计的多组分气体流量测量与补偿算法研究

本文选取气体层流流量计用于多组分气体的流量测量研究,在分析组分变化对层流流量计输出信号影响的基础上提出了组分补偿算法。实验结果表明该方法能有效补偿混合气体组分变化对流量计输出信号的影响。

烟用层流流量传感器测量准确性研究

为探究烟用层流流量传感器测量准确性的影响因素,介绍烟用层流流量传感器的基本结构,分析烟用层流流量传感器的入口效应,采用Fluent软件进行数值仿真。结果表明:烟用层流流量传感器仿真曲线与实验曲线基本吻合;小流量时仿真值与理论值较为接近,大流量时仿真值与理论值相对误差超过1%;环境因素对烟用层流流量传感器测量准确性的影响,温度最为显著,大气压仅在大流量时有一定影响,湿度基本无影响。通过研究环境因素对烟用层流流量传感器测量准确性的影响,对提高实验室与车间卷烟通风率测量一致性具有指导意义。

气体层流流量传感器测量不确定度评定

气体层流流量传感器层流元件上下游的静压力差来实现气体流量测量的仪表,广泛应用于汽车电子、半导体技术、能源与环保等领域,本文依据JJG 736-2012《气体层流流量传感器》和JJF159.1-2012《测量不确定度评定和表示》对该流量计仪表系数检定的不确定度进行了评定。

小型片式层流流量计研究

为解决片式LFM在设计上存在的泄漏、变形等问题,提出了一种小型片式LFM构型。该小型片式LFM将引压孔设置在层流流道中间,从充分发展的层流中引压,Remax·de/l=5.81,远大于传统LFM设计时要求的2~2.5。试验结果显示,小型片式LFM的线性度ξL可达0.81%,满足精度1%所需,说明此设计可有效克服突扩突缩带来的非线性影响。此外,试验流量在设计最大流量20%以上时,压差的计算误差可以控制在5.42%以下。

微小缝隙式层流流量计设计及测量特性研究

为解决层流流量计(LFM)线性度不佳的问题,提出了一种微小缝隙式LFM,并介绍了层流流量计的测量原理、结构设计及参数计算。对一台设计流量范围约为0~280 mL/min的试验件进行了试验,试验中使用的标准装置为活塞标准装置,合成不确定度为0.12%,扩展不确定度为0.24%(k=2)。试验结果显示,在未使用任何修正系数的前提下,试验件最大引用误差为-0.90%。试验件基本达到准确度1.0级的设计指标,量程比10∶1。此外试验件线性度优良,其Remaxde/l值为3.42,大于传统要求的2~2.5,说明此结构设计可有效克服突扩突缩带来的非线性影响。

基于层流流量计的航发燃油流量动态测量技术研究

为解决航空发动机过渡态燃油测量问题,研究了基于层流流量计(LFM)的航空燃油流量动态测量技术。设计了一款量程为0~3 000 mL/min的液体LFM,在小型涡轮喷气式发动机试车台上对其进行了试验,并与科里奥利流量计(CMF)进行了比对,试验结果显示LFM具有优秀的动态特性。当发动机处于稳态时,LFM测量结果与CMF吻合较好,相对误差为-1.25%~1.16%,与LFM校准时-1.24%~1.26%的相对误差相吻合。当发动机处于过渡态时,LFM能很好地跟随泵后油压,而CMF则无法跟随泵后油压,存在大约2 s的滞后。LFM的测量结果能与发动机起动、加/减速时的控制逻辑保持一致。本文研究可为航空发动机试车技术的研究和LFM应用的拓展提供有价值的参考。

层流流量计计算数学模型和标定方法的研究

为解决气体层流流量计在不同性质气体使用和标定中存在的换算问题,以及流量与差压的非线性关系,建立了适用于各种气体的层流流量计流量计算数学模型,提出层流流量计的流量计算不仅与气体的粘度有关,同时与气体的密度有关,引入双流量系数及标定方法。通过试验和比对验证,表明流量计的非线性误差减小,同一台流量计对不同气体有显著的通用性。

压力位差式气体层流流量传感器开发

基于压力位差式气体层流流量技术,进行了新型层流流量传感器的设计和测试工作。传感器由本体和集成盖板两部分组成,壳体采用一体化加工,毛细管组固定于壳体的两个流道中,取压盖板使用内部嵌入式管路联通的方式代替外部取压管,毛细管组、滤网、管路连接件等均采用模块化设计,差压、绝压和温度传感器集成在取压盖板上。分析了传感器工作原理,给出了修正公式,基于活塞式气体流量标准装置进行了空气和氮气两种介质的实验测试,最大流量约为50 L/min。测试结果显示,两种气体的流量测量误差均小于±0.8%,量程比达到250倍。预计这种传感器可以在微小气体流量准确测量领域获得应用。

发动机进气测量层流流量计的研制

介绍了自行开发的用于发动机进气测量的层流流量计,该流量计基于气体在层流段流量与压差成正比的原理设计。实际应用表明,该流量计较好地解决了发动机进气流量测量中存在的进气脉动大、测量范围广等问题,具有测量精度高,量程比大,阻力小等优点,可用于发动机进气测量及性能标定。

基于压力位差式层流流量计的微型散热风扇气动性能测试实验平台设计

为满足测控专业微流量计量教学需求,设计了一种基于压力位差式层流流量计的微型散热风扇气动性能测试实验平台。微流量测量单元选用层流流量计原理,提出压力位差式层流流量传感技术,采用层流组件交叉对称的双流道结构,抵消了毛细管进出口局部损失和层流起始段非线性压力损失,大大提高了测量精度。系统选用微型散热风扇为被测对象,参照ANSI/AMCA 210-07标准,采用LabVIEW进行上位机程序编写,测量了微型散热风扇出风量与出口静压之间的关系,绘制了P-Q曲线,实现了对微型散热风扇气动性能的测试。实验结果表明,该平台运营成本低、计量性能优异,教学效果良好。

80C196KC单片机在层流流量计数字式仪表开发中的应用

本文通过实例,介绍了80C196KC单片机在层流流量计数字式仪表开发中的应用方法,实践证明,与传统的MCS-51单片机比,它可大大提高数字式仪表的开发效率,同时,保证所开发的数字式仪表的运行速度。

PPD气体层流元件设计和使用中几种情况分析

针对PPD层流流量传感元件在设计制作和使用中可能出现的3种非标准设计或非理想情况采用数值模拟进行研究。对于两个支路中毛细管根数不同的非标准结构设计,数值仿真得到的压降曲线、差压-流量关系与标准结构相比差别微小,根据压降计算得到流量与准确流量之间的相对偏差在±0.4%以内;流量测量实验数据也验证了仿真结果,说明PPD原理适用于两通道毛细管数量不同的结构设计。对制作或使用中可能出现的毛细管进出口部分堵塞情况,计算发现,差压会出现非线性偏差,根据不同堵塞位置,可能正偏差也可能负偏差。当两支路中毛细管直径存在偏差时,两支路阻抗特性不再相同,两支路毛细管中流量和流速不同导致进出口局部阻力不能完全抵消,差压-流量曲线将偏离理想曲线。上述研究结果对于PPD层流流量传感技术的实际应用有一定的参考价值。

基于ADAMS/Hydraulics的连续阀口流量数学模型的建立

阀口流量计算模型是ADAMS/Hydraulics中建立各种液压元件最基本的数学模型。为得到连续的阀口压力流量曲线 ,对层流流量系数Cdl采用多项式拟合的方法 ,建立了ADAMS/Hydraulics中使用的阀口流量计算模型 ,为用户正确定义液压元件的各种参数提供理论依据。

从FLOMEKO 2010看流量测量技术和仪表的发展

根据第15届流量测量国际会议(FLOMEKO2010)概况,讨论国际流量测量界关注的热点及流量测量技术和仪表的发展趋势。对于超声波流量计,主要研发应用于火炬气的仪表,具有自诊断功能的仪表,以及用于大水轮机的仪表。对于热式流量计,推出终端用户收费计量燃气表,研发医用一次性微流量传感器,探索不受气体成分变化影响的仪表。对于电磁流量计,开发测量液态金属和含铁磁性物质液体的仪表。论述了高速喷嘴、文丘里流量计、层流流量计的技术发展方向。

全流定容取样系统的原理和标定方法研究

文章介绍了全流稀释定容取样系统CVS的常用容积测量装置临界流文丘里管以及标定用标准流量计SAO和LFE的测量原理及CVS系统的标定技术,通过实例讲述了CVS标定的过程及SAO和LFE做标准流量计时的差异。

江苏省质量技术监督气体流量计量检测中心为企业排忧解难

近日,江苏省质量技术监督气体流量计量检测中心业务部门接到苏州五十铃柴油机技术服务有限公司技术人员的电话,希望中心对用于柴油发电机进气的日本SOKKEN公司的层流流量计(LFE-500B)进行校准,因该流量计对发动机性能检测起着至关重要的作用,加上科技含量较高,国内许多技术机构无法检测,企业十分着急。中心领导得知后高度重视,

新型大气采样器校准方法研究及不确定度评定

大气采样器是开展环境监测工作的重要计量器具,近年来,流量直读类大气采样器应用越来越广泛。JJG956-2013《大气采样器》计量检定规程只针对标准器为皂膜式流量计,对被测表为转子流量计的大气采样器,流量直读类大气采样器并不适用。经研究发现,层流差压式质量流量计相比皂膜式流量计的优点更加突出,不但可以提高工作效率,而且可以实现自动检测甚至远程检测。本文对层流差压式质量流量计校准流量直读类大气采样器的方法进行了研究,得到此方法校准的工况流量和相对示值误差的数学模型,并对示值误差不确定度进行了详细的分析,相应给出了评定的实例,证明了该方法校准直读类大气采样器的可行性。