气体相关流量计的流量测量方法研究

发布时间：2020-06-10 04:42

【摘要】：在全球能源危机的背景下,如何节约能源成为了一项重要的工作。流量计量作为一种对流体流量进行准确测量的重要手段,对能源计量及节约能源起到了重要的作用。流量计是实现流量计量的工具,根据所测流体种类和特性的不同,有很多种分类。针对多相或者复杂流体流量的测量问题,相关流量计以高等数学中的相关函数理论作为基础,通过相关算法计算上、下游待测信号的渡越时间进而得到待测流体的流速,并经过进一步计算得出待测流体的流量。本文提出了一种基于气体相关流量计的流量测量方法,为了验证该方法的可行性,设计了一套完整的相关流量测量系统进行实验验证。该系统以计算机为核心,设计了帕尔帖元件驱动电路模块,帕尔帖元件在以单片机为核心的驱动电路控制下按一定周期工作,使气体出现周期性的温度变化。将气体温度的周期性变化作为相关流量测量系统中的噪声信号,采用热电偶对温度信号进行提取并转换为电信号。设计了放大电路模块对采集到的温度信号进行放大处理,通过NI数据采集卡与LabVIEW软件相配合对放大后的信号进行同步整周期采样,对采样后的信号作A/D转换,并将转换后的数据存储在计算机中。对转换后的数据进行MATLAB软件编程实现滤波处理,滤除无关的信号,得到纯净的温度信号。同样通过MATLAB软件编程实现相关算法,对滤波处理后的信号做相关运算,得到上、下游温度信号的渡越时间,通过进一步计算得到待测气体的流量。实验结果表明,基于气体相关流量计的新型流量测量方法可以实现对气体流量的测量,为气体流量的测量提供了一种新的方法,为相关流量计的进一步发展提供了新的思路。
【图文】：

图 2.1 流动噪声信号及互相关函数图形0 为所求的两信号时间间隔，若已知上、下游噪声经管道的直径，即可求出待测流体流速，进而求出用中，用式（2-4）计算两信号时间间隔比较复杂，

其中，为了上、下游噪声信号在传输过程中尽量不产生畸变且影响，上、下游噪声传感器必须尽可能保证各特性完全相同，，对大滤波电路也要尽量保证一致，这样更有利于后续互相关测量系证计算精度，气体相关流量计基本原理如图 2.2 所示。
【学位授予单位】：中国计量大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：TH814

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本文编号：2705786