EFFECTS OF GAS FLOW RATE ON CLARK-TYPE OXYGEN GAS SENSOR

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U型科里奥利质量流量计温度影响特性分析

温度对用于液氢等低温流体流量测量的科里奥利质量流量计的影响不可忽略。基于卡氏第二定理,从能量角度出发建立了考虑温度影响的U型科里奥利质量流量计数学模型,并搭建了U型科里奥利质量流量计实验平台,通过实验数据对比验证了模型。在此基础上,考虑测量管固体物性参数对温度的依变,探究了温度对科里奥利质量流量计测量的影响规律,提出了一种包含弹性模量、泊松比和线膨胀系数的低温修正方法。经液氮数值仿真结果和液氦科里奥利质量流量计实验结果对比,发现对弹性模量、泊松比和线膨胀系数三者进行综合修正比恒定温度补偿系数修正的相对误差更小。成果有助于深入理解低温科氏流量计的测量特性。

基于科氏质量流量计的微米级煤尘和岩尘颗粒分类方法

【目的】岩尘的粒径比煤尘的小得多,更容易被吸入到肺中,危害较大。为了解决煤尘和岩尘混合颗粒的分类问题,提出一种微米级煤尘和岩尘混合颗粒的测量方法。【方法】首先采用环形静电传感器进行前端流体流量的测定,根据科氏质量流量计的测量原理,研究测量管两侧的时间差和流体的质量流量的关系;其次采用ANSYS有限元软件进行双向流固耦合,验证对煤尘和岩尘混合颗粒进行分类的可行性;最后对测量管进行静力学分析以及数值模拟分析,实现科氏质量流量计对微米级煤尘和岩尘混合颗粒的分类判别。【结果】在科氏质量流量计的同一个测量管道入口处,颗粒的流入速度与测量时间差正相关;谐振式U型管的激振频率应为二阶振型对应的固有频率113.11 Hz;当煤尘和岩尘颗粒混合粒径不同时,静力学参数和时间差随着煤尘的体积分数的增大而减小,并且全岩尘和全煤尘的时间差明显与混合颗粒的不同;当煤尘和岩尘混合颗粒粒径相同时,时间差随着煤尘的体积流量增大而增大,关系曲线的陡度也随着增大。当煤尘体积分数<50%时,煤尘和岩尘的混合颗粒的粒径越大时间差越大;当煤尘体积分数≥50%时,煤尘和岩尘的混合颗粒的粒径越大时间差越小。【结论】煤尘颗粒和岩尘颗粒具有鲜明且不同的分类判别特征,微米级煤尘和岩尘混合颗粒分类具有可行性,可实现科氏质量流量计对煤尘和岩尘混合颗粒的实时在线精确分类。

Mass Flow Prediction of the Coriolis Meter using C^0 Continuous Beam Elements

A three node C^0 continuous isoparametric beam element is formulated to model the curved pipe conveying fluid in three dimensional configuration.The equations of motion for the combined structure and fluid domain including added mass effect,Coriolis effect,centrifugal effect and the effect of pressure on the walls of pipe have been developed by Paidoussis.This equation is converted to finite element formulation using Galerkin technique and is validated with the results available from literature.

谐振式科里奥利质量流量计

对谐振式科里奥利质量流量计的基本敏感机理进行了论述 .基于典型的U型管敏感结构 ,建立了谐振式直接质量流量计的数学模型 ,给出了检测质量流量的信号解算模型 ,设计了一种信号解算电路并研制了相应的样机 .实测结果表明 :所研制的信号检测电路的测量误差小于 0 .1 % ,具有一定的实用价值 ,为样机研制提供了具有一定参考意义的理论和实验研究结果 .

影响气体质量流量计若干因素的研究

针对测量气体质量流量的特殊性,分析了气体科氏质量流量计的发展现状及存在的问题;基于气体科氏质量流量计的工作机理,讨论了影响气体科氏质量流量计性能的几种因素;给出了提高气体科氏质量流量计性能的思路与措施。初步研究表明:得到的研究结果与提出的技术措施具有较好实用效果。

变传感器设定值的科氏质量流量管控制方法

在科氏质量流量计中,流量管的稳幅振动是准确测量的前提。当两相流发生时,科氏质量流量管无法维持在最佳幅值下振动,导致传感器输出信号幅值波动大。针对两相流下流量管幅值控制面临的问题,分析影响流量管振动幅值大小和稳定性的因素,提出跟踪传感器信号幅值、变传感器信号设定值的控制方法,在研制的数字式科氏质量流量变送器上实时实现,并在气-液两相流实验装置上进行2种设定值方法的对比实验。实验结果表明,在不同含气量和控制及时性的情况下,变传感器设定值的控制方法均具有良好的信号跟踪和幅值控制的性能,流量管振动较平稳,传感器信号幅值波动范围小,极大地减小了两相流测量过程中的波动性。

基于驱动特性图法的科氏流量计模拟驱动设计

传感器的稳幅振动是科氏质量流量计工作的前提。当被测液体流量中含有气体时,传感器的振动阻尼增大,需要的驱动能量增加。而已有模拟驱动无法及时提供所需能量,致使传感器停振。为此,绘制已有模拟驱动的驱动特性曲线,分析其存在的问题,进而推导新型模拟驱动的驱动特性曲线,设计出能同时工作于单相流和气液两相流下的新型模拟驱动电路。在持续气液两相流和单相流-气液两相流切换下,进行了已有模拟驱动和新型模拟驱动的对比实验。结果表明:新型模拟驱动的驱动稳定性和快速性均优于已有模拟驱动。

微流量测量方法及其技术的发展

归纳了近五年来基于MEMS技术的微流量传感器结构及性能参数。根据国际上热门的研究方法推断微流量测量技术可能的发展方向与研究趋势,即集成两种或两种以上的测量方法,实现优势互补,提高测量精度或扩大量程比。最后基于现有的技术基础,提出了融合科氏效应与差压效应的微流量测量方法,阐述了传感器的工作原理与理论基础,并对其可行性进行了分析与论证。

直管科氏质量流量传感器灵敏度分析软件设计

科氏质量流量传感器(CMF)在工业中具有广泛的应用和重要的地位,关于CMF的理论较为成熟,然而目前缺少直接对CMF进行分析的软件。为便利直管型CMF的设计与研发,运用欧拉梁理论,建立了静力学模型和振动力学模型,计算了测量管的挠度曲线和直管型CMF的灵敏度和频率;并考虑温度对材料属性的影响,引入了随温度变化的弹性模量;对直管型CMF进行了压损分析,计算了其压力损失。根据上述理论分析结果,基于Matlab的APP Designer模块,设计了直管型CMF分析的GUI软件,实现了对直管型CMF的灵敏度、频率、压损分析等功能;并使用ANSYS进行了有限元仿真分析,验证了所设计软件的频率和灵敏度分析结果,为后续直管型CMF的设计工作提供了一款便利的、可靠的、可直接对CMF进行分析的GUI软件。

科氏流量计相位差估计的ap-Hilbert法

相位差估计是科氏流量计精确计量的基础,现有方法计算量较大,估计精度受频谱泄漏影响,且需要预知信号频率,难以满足复杂流量环境的测量需求。为此,提出一种科氏流量计相位差估计的ap-Hilbert法,首先对2路传感器信号进行全相位预处理,即对采样信号循环分段后移位对齐相加得到全相位序列,以消除频谱泄漏导致的端点效应;然后,对全相位序列进行Hilbert变换获得其解析信号,分别提取2路解析信号的实信号和虚信号部分;再通过三角变换,利用三角函数和差公式即可求出相位差。实验结果表明,所提方法克服了Hilbert变换的端点效应,与现有方法相比较,较大提高了相位差估计精度。

直管式科氏质量流量计的1种新型结构

叙述了1种直管式科氏质量流量计的新型双管结构。它克服了以往采用双检测管结构存在2管特性不一致而引入附加误差的缺点和单管结构存在壳体振动引起阻尼误差的缺点。文中对新结构的原理和具体实现方法作了详细介绍，并且新的双管结构已被实现，取得了很好的性能。

科氏质量流量计的温度效应

分析了温度对科氏质量流量计的影响,提出了解决的办法,通过实验得出了几种质量流量计的温度特性指标。

关于质量流量计测量误差的分析与改进对策

讨论了海洋石油某平台测试分离器油相质量流量计在实际生产中影响其测量准确度的多项因素和影响其准确度的最大问题——管道走向,并提出了相应的解决办法。同时,对质量流量计官方说明书中写明的在安装中“没有直管段要求”提出不同意见,望为今后设计建造类似分离器提供技术参考,避免相似问题重复发生。

科里奥利效应与质量流量测量

利用科里奥利效应制成的直接质量流量计是目前世界上最先进的流量计。文章以美国高准公司生产的直接质量流量计为例．对其中的科里奥利效应作了剖析，并指出了与此直接相关的几个优点。