科氏质量流量计数字驱动方法与两相流实验装置.pdf

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1、，《●_》jJ～●_函科氏质量流量计数字驱动方法与两相流实验装置DigitalDrivingMethodofCoriolisMassFlowmeterandTwo—phaseFlowExperimentalEquipments2011年3月合肥工业大学7删燃必fY188石诺芝拦。本论文经答辩委员会全体委员审查，确认符合合肥工业大学硕士学位论文质量要求。答辩委员会签名：(工作单位、职称)主席：栅移合肥精大仪表股份有限公司高级工程师委员：合肥工业大学副教授导师：合肥工业大学教授沁、纪磊主o．、巍坻独创性声明本人声明所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究

2、成果。据我所知，除了文中特别加以标志和致谢的地方外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得金起王些太堂或其他教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示谢意。学位论文作者签字：乡笔诒签字日期：lJ年驴月翻细学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解金月墨王些太堂有关保留、使用学位论文的规定，有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和磁盘j允许论文被查阅或借阅。本人授权金目垦王些太兰L可以将学位论文的全部或部分论文内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存

3、、汇编学位论文。’(保密的学位论文在解密后适用本授权书)学位论文者签名：九伯签字日期：I＼年呐磺／日学位论文作者毕业后去向：工作单位：通讯地址：2导师签名0主涨5签字日期：I／年毕月撕电话：邮编：科氏质量流量计数字驱动方法与两相流实验装置摘要科里奥利质量流量计能实现高精度的直接质量流量测量，是当前发展最为迅速的质量流量计之一。科里奥利质量流量计测量中常遇到批料流和两相流的情况，如灌装饮料、液体气化等。当批料流或两相流发生时，流量管的固有频率将发生10Hz左右的变化，阻尼将增大2～3个数量级。模拟驱动的科里奥利质量流量计由于有限的驱动增益和简单的增益控制算法无法维持流量管

4、稳幅振动，从而导致测量精度下降，甚至流量管停振。为了将科里奥利质量流量计应用于批料流／两相流的测量，我们研究了全数字驱动。全数字驱动中可采用更为先进的频率跟踪和幅值控制算法，以克服模拟驱动的不足。首先，我们提出正负阶跃交替激励启振算法，解决了数字驱动的快速启振问题；其次，我们采用过零检测算法计算频率，采用非线性幅值控制算法计算驱动增益，实现了流量管的快速稳幅振动；最后，以TI公司生产的DSP芯片TMS320F28335研制了变送器，实现了全数字驱动算法。为了能够测试全数字驱动的科氏质量流量计在测量两相流和单相流方面的性能，我们研究并设计了科氏质量流量计气液两相流实验装置

5、和科氏质量流量计水流量标定实验装置。此外，针对单相流标定，提出一种基于系数修正的标定方法，以获得准确的仪表系数和零点。对所研制的全数字驱动变送器进行了一系列的实验，如启振实验、单相流和两相流标定实验。实验结果表明，所研究的全数字驱动提高了流量管的启振速度，有效地解决了两相流的驱动和测量问题。关键词：科里奥利质量流量计；全数字驱动；正负阶跃交替激励；非线性幅值控制；实验装置DigitalDrivingMethodofCoriolisMassFlowmeterandTwo—phaseFlowExperimentalEquipmentsAbstractCoriolismass

6、flowmetercanachievehigh—precisiondirectmassflowmeasurement，andisoneofthefastestgrowingflowmeterscurrently．Themeasurementsoftwo—phaseflowandbatchflowareoftenencounteredintheapplicationofCoriolisflowmeter,suchasfillingdrinksandliquidgasification．Whenbatchflowortwo-phaseflowoccurs，theflowtu

7、be’SnaturaIfrequencywillchangeabout10Hz，andthemagnitudeofdampwillincrease2to3orders．Coriolismassflowmeterwithanalogdrivingcannotmaintainthetube’Ssteadyvibrationduetothelimiteddrivegainandsimplegaincontrolalgorithms，whichcausesmeasurementaccuracydeclineoreventube’Sceasing．