多电极插入式电磁流量计的研究

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1、上海大学硕士学位论文摘要传统的单电极插入式电磁流量计由于自身传感器会对流体流速分布产生影响，因此其测量精度一直无法提高。本文在回顾国内外关于插入式电磁流量计的研究概况的基础上，针对插入式电磁流量计传感器对流场分布产生的影响，及传感器两侧的绕流现象，提出并研究了能对受影响流场进行测量分析的一种多电极插入式电磁流量计的传感器组成结构，并实现了能对该方案进行验证测试的多电极插入式电磁流量计实验系统。电磁流量计一般根据电极处的流速推算出整个管道的平均流速。由于传感器的插入，插入式电磁流量计的流场比非插入式电磁流量计复杂得多，论文运用流体力学原理对插入式电磁流量

2、计的流场进行了分析，并通过CFD仿真软件观察到了传感器两侧的绕流现象。论文对国内外现有的插入式电磁流量计传感器进行了分析研究，提出了由传统底端电极和新的侧面电极组成的可测量多点流速的传感器结构，以获得更多的流场信息。论文根据多电极入式电磁流量计的励磁系统以及信号处理系统的特点，以Cygnal公司的混合信号片上系统芯片C8051F020为中心构建了具有多条信号处理通道的硬件系统，以满足多电极多通道信号处理要求，同时还设计了能与上位机进行数据通信的通信模块，为今后的研究搭建了一个实验平台。论文详细介绍r．，——-——--——--——一了整个系统的软硬件设计

3、。最后，通过实验证实了多电极传感器新增电极上信号的大小与流速呈线性关系，能真实反映流速的变化情况；验证了多电极传感器对流场分布和绕流信号的可测性，为最终降低流场分布对传感器测量的影响，以及提高插入式电磁流量计的精度提供了依据。关键词：插入式电磁流量计，流场分布，多电极上海大学硕士学位论文ABSTRACTBecauseoftheimpactontheflowrate，theprecisionofsingle—electrodeinsertionelectromagneticflowmeterislowerthanthatofthetraditionale

4、lectromagneticflowmeter．Basedonthereviewofinsertionelectromagneticflowmeterathomeandabroad，astudyhasbeenmadeonthemulti—electrodeinsertionelectromagneticflowmetersensors仃1lctl盯etoanalyzetheeffect．Finally,allexperimentsystemofmulti·electrodeinsertionelectromagneticflowmeterhasbeen

5、realized．Commonly,theelectromagneticflowmeterdeducestheaverageflowrateofthewholepipefromthemeasuredflowneartheelectrode．Theflowfieldoftheinsertionelectromagneticflowmeterismorecomplexthanthatofthetraditionalelectromagneticflowmeter．Thecomputationalfluiddynamics(CFD)softwareFluen

6、tisemployedtoanalyzethesimulationofflowfeldofthewholepipe．Anewsensorstructure、历t11moreelectrodesisproposed．basedontheanalysisoftheinsertionelectromagneticflowmetersensorsavailable，toobtainmoreflowfieldinformation．Basedonthecharacteristicsoftheexcitationsystemandsignalprocesssyst

7、emofthemulti·-electrodeinsertionelectromagneticflowmeter,themulti-·channelsignalprocessionsystemisdevelopedwithC8051F020，amixed-signalSOCfromCygnal，employed．AcommunicationmoduleusedtocommunicatewiththemonitorPCalsoisdesignedtoprovideanexperimentplatformforthefutureresearch．Theha

8、rdwareandsoftwaresystemdesignofthewholesystemis