基于虚拟仪器的两相流互相关测量系统设计

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1、内蒙古科技大学硕士学位论文分类号：TP277密级：公开UDC：学校代码：10127硕士学位论文论文题目：基于虚拟仪器的两相流互相关测量系统设计英文题目：DesignofTwo-phaseFlowCross-correlationMeasurementSystembasedonVirtualInstrument学位类别：研究生姓名：工程硕士钱磊学号：201102364学科(领域)名称：指导教师：李文涛协助指导教师：控制工程职称：教授职称：2014年4月25日I 内蒙古科技大学硕士学位论文II 内蒙古科技大学硕士学位论文摘要两相流的参数测量是一个长期以来未能得到有效解决的问题，而实时准确的获得它

2、的参数对于生产率的提高和避免事故的发生有重要意义。因此如何实现对两相流的流量、流速、流型、浓度等参数进行准确的检测是一个非常重要的研究课题。两相流互相关测量系统一般使用两个性能和结构完全相同的传感器进行信号采集。传感器首先将流体噪声信号的变化转变为电信号的变化，再通过信号调理电路进行放大和滤波。利用上下游信号间的相关性，对这两个信号进行相关计算得出渡越时间。最后算出两相流的流速等参数。在设计过程中，首先使用计算机进行仿真测试，而后进行实验测量。通过对两相流互相关测量系统的结构、算法的研究，建立了一个基于虚拟仪器PXI平台的互相关测量系统。系统采用LabVIEW函数选板中信号运算部分提供的互相

3、关和自相关函数模块，对其算法进行修正，设计了互相关函数、极性互相关函数和差动自相关函数的计算程序。并通过仿真和实验对上述三种算法的计算结果进行比较。互相关流速测量实验系统采用磁力泵作为驱动流体的动力源，一对安装在垂直管道上的JYB-G型压力变送器作为传感器。流体输送管道直径为40mm，两传感器之间间隔80mm。系统通过PXI-6143同步数据采集卡进行数据采集，由LabVIEW相关函数程序对所得数据进行计算和显示。当系统运行时，上、下传感器测得的随机信号经SCB-68接线盒传入数据采集卡，最终由DAQ助手模块传入LabVIEW计算程序，对两信号进行互相关运算，并解析出渡越时间。用已知的传感器

4、间距除以渡越时间，即可得出流速。本文主要描述了基于虚拟仪器技术和互相关原理的两相流参数测量系统的实现过程，给出了LabVIEW语言的计算程序和测量结果，并对测量结果进行了误差分析。关键词：LabVIEW；虚拟仪器；互相关；速度测量III 内蒙古科技大学硕士学位论文AbstractTheParametermeasuringoftwo-phaseflowisaproblemthatnothavebeensolutionlongtime,andobtainitsparametersinrealtimeandaccuratehasimportantsignificanceforimprovingpr

5、oductivityandavoidingaccidents.Themeasurementoftwo-phaseflowparameterisofgreatsignificanceforcomputation,controlandenergyconservation.However,measuringtwo-phaseflowparametershasnotbeensatisfactorilyresolved,andithasbecomeamajorproblemhinderingindustrialproductionandtheproductivityimprovements.Inthe

6、designprocess,generally,thetwo-phasecross-correlationmeasurementsystemusingtwoidenticalsensorsforsignalacquisition.First,thefluidnoisesignalchangesconvertedintotheelectricalsignalbythesensor,andthenthroughthesignalconditioningcircuittoamplifyandfilter。Thetransittimebetweenupstreamanddownstreamsigna

7、lsiscalculatedusingthecorrelationofthesetwosignals.Finallycalculatethetwo-phaseflowandotherparameters.Thisdesigncombinedcomputersimulationtoexperimentresearch,andestablishedacross-correlationmeasurementsyst