基于Coriolis流量计和SVM的油水两相流质量流量测量的研究

针对油水两相流流量的测量难题,采用双U型Coriolis流量计对油水混合物的总质量流量、分相质量流量和真实密度进行了测量研究。以双U型Coriolis流量计得到的油水混合物的质量流量和密度为基础,提出了基于支持向量机(SVM)油水分相质量流量的直接预测方法,避开了直接对滑脱速度、持水率与含水率等之间复杂关系的研究。利用该方法对25mm管径的油水两相流进行了实验研究。实验结果表明,在含水率为5%～95%时,油水总质量流量测量误差在±1%以内;油水分相质量流量的测量相对误差在±8%以内。

非线性对Coriolis质量流量测量管振动特性影响的理论研究

以直管式Coriolis质量流量计为例 ,从理论上研究了非线性对测量管振动特性的影响。建立了考虑非线性的测量管振动方程 ;用Galerkin法对振动方程进行了离散化处理 ,将连续体的偏微分方程简化为关于广义坐标的二自由度非线性振动方程 ;用多尺度法对离散化的振动方程进行定性理论分析 ,指出了非线性对测量管振动的影响 ,给出了非线性引起的附加振动成份。所得结论与有关文献给出的实验结果一致 ,对测量管的设计和输出信号处理具有理论指导意义。

Coriolis质量流量计监测水中油在海上石油平台上的应用

首先针对海上平台原油计量的具体特点,介绍了质量流量计的应用背景和分类。接着详细分析了Coriolis质量流量计利用科氏力原理测量流体质量流量和密度的原理。Coriolis质量流量计的多参数测量是近期流量计发展的新亮点,它可以测量质量流量和密度,从而可以直接换算出混合流体中目标液体所占的百分比,同时也可以用来直接监测水中含油是否超标。

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.

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。

科氏质量流量计信号处理方法探究

科氏质量流量计因能实现高精度的直接质量流量测量,成为目前国内外发展最为迅速的流量计之一。文章首先介绍了科氏质量流量计的基本原理与性能,随后综述了国内外关于科氏质量流量计的信号处理方法,并在此基础上对其发展趋势进行了展望。

CORIMASS MFM1000质量流量计在沥青计量中的应用

重点介绍了科里奥利力质量流量计的工作原理及MFM100O质量流量计在沥青测量中的应用。

液态和超临界态CO_(2)计量研究

由于液态和超临界CO_(2)的密度与温度、压力成函数关系,在不同温度、压力下密度变化较大,因此一般的体积计量误差较大,应采用质量流量计量。通过流量计选型和比较,确定适用的流量计包括科里奥利质量流量计和V锥流量计。研究了CO_(2)密度实时修正算法,分别介绍了计量调流试验装置、计量精度计算方法、密度实时计算测试、密度补偿效果测试等内容,经现场试验验证了质量流量计的测量效果,达到了预期要求。

非整周期低信噪比科氏流量计相位差测量研究

科氏流量计相位差计算易受噪声信号干扰、非整周期采样等因素影响,导致计算精度差,不能满足测量领域要求。针对该问题,并在分析非整周期信号误差产生的基础上,提出一种基于信号非整周期采样、低信噪比环境下的相位差高精度测量方法。该方法采用周期相移算法,极大抑制频谱泄漏,其核心在于对采样信号整周期化与全相位对齐;为减小噪声信号对相位差计算的影响,提出将Sign-LMS算法替代自适应陷波器中原有迭代部分,对采样信号进行滤波处理。进行了不同采样长度下端点效应抑制、滤波器效果、稳定性分析等相关实验验证,与主流相位差算法进行了实验对比,同时通过质量法水流量标准装置进行测试,其相位差平均误差在纳秒以内,同时实际工程中平均称重误差小于10 g,证明了所提出周期相移算法以及Sign-LMS自适应陷波器的有效性。

基于TMS320F28335的高精度科氏质量流量变送器研制

为了提高科里奥利质量流量变送器的抗干扰能力和小流量测量精度,将带通滤波器、格型自适应陷波滤波器和计及负频率影响的DTFT算法有机地结合起来,应用于科里奥利质量流量传感器的信号处理。研制基于TMS320F28335 DSP芯片的科里奥利质量流量变送器系统,给出了系统硬件和软件的实现方案,详细介绍了算法在DSP上的实时实现。进行了系统测试和工业现场的标定实验,实验结果表明,所研制的变送器具有较高的测量精度和较宽的量程比。

科氏质量流量计数字驱动方法研究与实现

基于DDS和MDAC，研究科氏质量流量计数字驱动方法中的频率、相位、幅值跟踪。采用TMS320F28335芯片，研制科氏质量流量变送器，实现驱动方法。配以CMF025型号传感器进行了气一液两相流实验，实验结果表明，研制的变送器在两相流下能够维持流量管的振动并完成流量测量。

基于相关法的相位差检测方法在科氏质量流量计中的应用研究

科氏质量流量计通过检测两路振动信号的相位差获得流体的质量流量信息.对于直管式结构,科氏效应引起的相位差很小,同时振动信号的频率会由于外界干扰或流体特性变化而发生改变.因此,研究能够跟踪频率变化,并具有高精度的相位差检测方法是提高系统性能的关键.研究了用数字相关法实现科氏质量流量计的相位检测,提出了克服非整周期采样和实现频率跟踪的算法;另外,研究了相关法的相位测量误差的统计特性.

面向微弯型科氏质量流量计的高精度过零检测算法实现

针对已有微弯型科氏质量流量计测量小流量时精度低、重复性差的问题,设计了高精度信号输入调理电路,并将两级滤波器与四点拉格朗日插值的过零检测算法相结合用于微弯型科氏质量流量计的信号处理。在以TMS320F28335为核心的科氏质量流量变送器上,实时实现整套算法,并将研制的变送器与微弯型科氏质量流量传感器相匹配,进行了零点稳定性测试和水流量标定实验。实验结果表明,整套算法可行有效,实现了微弯型科氏质量流量计对小流量的高精度测量。

科里奥利质量流量计的原理及其误差分析

介绍了采用单根直管激振结构的科里奥利质量流量计的工作原理 。

DFT变换法在科氏质量流量计相位差检测中的应用研究

提出了一种新的采用DFT(离散付利叶变换)实现科氏质量流量计的相位检测方法.该算法首先从理论上分析存在非整周期采样引起的误差随时间的变化规律,提出通过相位变化修正计算DFT的采样点数,使计算DFT的点数接近整周期,最终获得较好的相位计算结果.仿真试验结果表明,这种方法还能够实现频率跟踪,克服频率变化引起的相位计算误差,提高跟踪精度.

振动信号频率跟踪的反馈修正自适应陷波器法

采用自适应陷波器跟踪振动信号频率时,存在持续跟踪精度不高的问题。通过分析指出持续跟踪精度不高的根本原因是ANF误差收敛至局部最优值,借鉴反馈控制思想,提出一种反馈修正ANF。根据ANF输入输出信号的相关性,设计频率跟踪精度评估因子,实时监控ANF频率跟踪精度。若评估因子小于给定阈值,则认为ANF丢失振动信号频率,通过反馈调整ANF参数而非重新初始化来适当增加陷波带宽,使其能重新跟踪到信号频率又具有较快的重新收敛速度。以一种基于Steiglitz-McBride方法的ANF(SMM-ANF)为例,分析了反馈修正策略,给出流程和具体算法。仿真比较了格型ANF、SMM-ANF和反馈修正SMM-ANF的性能,给出科里奥利质量流量计应用实例,结果表明:反馈修正SMM-ANF收敛速度稍慢于SMM-ANF,快于格型ANF,持续跟踪精度明显提高。

科里奥利质量流量计Ω形测量管的有限元分析

振动测量管是科里奥利质量流量计的关键部件之一,其结构形状和尺寸大小直接决定着质量流量计的性能,为此本文针对Ω形科里奥利质量流量计给出了其工作原理和用有限元方法对其结构进行数值仿真的结果,同时还指出了在相同的几何尺寸、材料和环境条件下,Ω形管的响应模态比U形管的响应模态要低得多,因此在同样的条件下它具有更高的灵敏度。

科氏质量流量计模拟驱动方法研究

驱动系统是科里奥利质量流量计的重要组成部分之一。它为流量管提供驱动力,使流量管以其固有频率和稳定的振幅振动,并且能够跟随流量管固有频率的变化而变化。目前的驱动系统是基于模拟信号的工作方式。分析了这种驱动系统的工作原理,比较了各种波形的驱动信号,研究了几种驱动电路。

科氏流量计DSP算法及其仿真研究

提出用于科氏流量计的信号处理的新的DSP算法和仿真方法。包括线性调频Z变换算法 ,该算法用于信号测频初始化。通过只在窄带内密集抽样的方法 ,和传统方法比较 ,线性调频Z变换算法可以减少由于不足点采样而造成的频谱泄漏 ,改善计算精度并减少运算时间。还包括用于频率跟踪的锁相环仿真 ,锁相环可以极好地平滑噪声 ,跟踪频率变化 ,最终用于计算两路信号相位差。通过在MATLAB环境下的仿真 ,我们得出结论 :琐相环方法是进行科氏流量计频率和相角跟踪的可行性方法 ,能够较好地满足跟踪精度的要求。