一种用于气体测量的新型流量计

一种用于气体测量的新型流量计

一、气体测量的一种新型流量仪表(论文文献综述)

毛新业[1](2021)在《大管道流量仪表的研发与评估》文中认为大管道流量仪表在使用时应达到必要的准确度,否则就失去了使用的价值。而达到准确度要求的前提是必须具有较长的安装直管段。随着工业装备日趋大型化,管径增大与场地紧缩的矛盾日益突出,难以满足安装直管段长度的要求。为此,研发新型仪表及改善流场的整流器,并提出科学的评估方案——流量特性试验室,对提升大管道流量测量的准确度具有指导意义。

杨凯庆[2](2021)在《基于光纤光栅的流量传感研究》文中研究说明流量测量是现代测试计量技术的重要组成部分,流量传感器广泛应用于工业生产和生活的各个领域。传统的流量传感器普遍有体积大,结构复杂,准确度差和易受电磁干扰等缺点,利用光纤光栅和传统流量传感器结合,使用光信号替代电信号制作而成的新型光纤光栅流量传感器,则可以很大程度上克服传统流量传感器的缺点,因此基于光纤光栅的流量传感器已经受到科研人员越来越多的重视。本文在传统流量传感器的基础上,结合光纤光栅传感技术,进行了基于光纤光栅的流量传感研究,主要内容包括传感器制作设计、仿真和传感测试实验等工作,大致内容如下:(1)利用有限元法对孔板式流量传感器、平衡流量传感器和热式流量传感器进行仿真模拟研究,比较三种流量传感器的压力损失大小。对多孔孔板的函数孔数量和厚度参数进行了仿真模拟,在对函数孔数量进行仿真后,从压力损失和整流效果等方面进行分析,确定了压力损失最小、整流效果最好的函数孔数量为12个。在多孔孔板的厚度仿真中,利用参数化设置大大减少了仿真的时间,确定了最佳厚度为4 mm。最后设计了两种基于光纤光栅的压差检测系统,详细介绍了两者的结构和工作方式。(2)推导了FBG热式气体流量传感器的原理,设计了一种可用于气体的光纤光栅热式流量传感器,并对其分别做了温度和流量传感测试实验,符合FBG温度传感原理和热式流量传感器的流量传感原理。经过实验测试,FBG气体流量传感器的平均温度灵敏度为13.24 pm/℃,流量响应曲线拟合度为0.99712,气体流量的测量范围可达到10.203Nm3/h。最后通过仿真模拟,得到所设计的FBG热式气体流量传感器的压力损失仅为3.12Pa。(3)设计了一种可用于低流量的液体热式流量传感器,扩大了FBG热式流量传感器的应用领域。传感器中填充的导热胶导热性良好,有助于传感器与外界进行热量交换。对传感器分别做了温度和流量传感测试实验,结果符合FBG温度传感原理和热式流量传感器的流量传感原理。根据实验数据得出,平均温度灵敏度为11.73 pm/℃。对量程讨论时,考虑到该传感器应用于低流量液体,在流量为0附近时会存在死区问题,因此传感器量程定为40.575~550.664 L/h。另外还可以根据实际情况选择合适加热功率的微型陶瓷加热片,增大传感器的量程,使传感器达到最优的量程范围和测量效果。最后通过仿真模拟,得到所设计的低流量FBG热式液体流量传感器的压力损失仅为22.24 Pa。

李丹[3](2021)在《输气管道智能诊断技术研究》文中进行了进一步梳理我国天然气工业发展迅猛,管道运输作为现代运输体系的重要组成,承担着我国近99%的天然气运输任务。随着管网规模的不断扩大,受系统结构的复杂性以及内部、外部条件的不确定性影响,在生产运营过程中不可避免会出现异常或故障,轻者降低系统性能,影响生产效率,重者将引发泄漏、爆炸等事故,使生产系统停滞,危害人民生命财产安全。因此,输气管道生产过程状态的监测和异常诊断直接关系到系统运行的安全和稳定,具有重要的实际意义。伴随数据采集水平的提高以及物联网技术和智能传感器的发展,管道系统实时产生着大量的过程数据。基于过程监测数据进行系统异常诊断是避免重大事故的有效手段。然而,管道现有监测系统面对海量数据的处理方式单一,管理者对生产数据的实时分析能力较弱,此外,仅凭采集的数据无法精确量化管道内部的流动情况,管网的运行状态仍依靠调度人员的分析和判断。针对上述问题,本文以输气管道工业生产运行中产生的数据信息为基础,通过对管道系统的物理机理、过程特征进行分析挖掘,结合数理统计、机器学习和计算机仿真等方法,展开对管道生产数据的智能化处理分析和利用以及异常工况诊断的技术研究,研究的主要内容如下:(1)运用故障树分析法,建立仪表通信、管道线路和场站设备三大研究对象的故障树模型,明确了管道系统的故障类型和故障原因,整理了系统的故障参数类型及表现,最后从数据质量、范围变化和参数组合形式三个方面分析总结了管道系统故障参数的模式特征。(2)针对管道单变量异常诊断,提出将测量数据与控制图理论相结合,研究了6种测量数据控制图模式,采用Monte Carlo方法获得不同模式的样本数据,提取样本数据的统计特征和形状特征后,作为输入运用神经网络、支持向量机、CART决策树和随机森林四种机器学习方法进行模式识别仿真实验,证明了随机森林具有精度高(97.5%左右)、耗时短的优势,更适用于管道生产数据的实时状态识别,并通过实例验证表明所建立的管道测量数据控制图模式识别方法能够为管道单变量异常诊断提供可靠的判断依据。(3)针对管道系统运行异常诊断,建立了基于特征线法的管道动态仿真模型,采用Runge-Kutta法实现动态仿真初值的精确求解,通过实例验证该动态仿真方法的运算结果相对误差最大仅有0.53%,能够准确描述管道内部的流动信息,为系统运行异常诊断提供可靠数据。然后建立了仪表漂移、管存异常和输气效率异常的诊断模型,综合管道实时数据和动态仿真数据的计算、分析和判断,实现以上管道系统运行异常的诊断。(4)基于以上研究成果,设计开发了输气管道运行异常诊断系统。设计系统总体架构,基于MySQL设计系统数据库,建立相关数据表,基于IntelliJ IDEA平台实现系统开发,用于及时预警管道生产运行过程中的异常,最后对系统的应用进行展示。

郑高原[4](2021)在《基于物联网的高精度超声波气体流量监测系统设计》文中指出流量计广泛应用于天然气、化工、电力、冶金等行业,超声波气体流量计因其特性在流量测量领域中有良好的发展前景,但是目前的流量监测系统大部分仍然采用有线传输数据联网,扩展性差,布线成本高,为解决这些问题,设计了一种基于物联网MQTT通信协议、ESP8266无线通信模块和MAX35104超声波气体流量测量芯片的高精度超声波气体流量监测系统。可以实现针对各类复杂环境下超声波流量计要求较高精度,简化现场布线,对安装现场进行监控预警又要远距离传输数据的要求。通过对多种物联网连接技术和流量测量技术的研究,选择WIFI无线通信技术进行物联网数据传输,构建了一种时差法超声波气体流量监测系统。研究了管道流速模型,对于流量测量精度的影响因素进行分析,根据层流紊流的实际流速分布以及密度粘度在不同压强温度下的关系,使用Matlab进行拟合,得到雷诺数的补偿公式,提高测量精度。为提高超声波流量计的精度,使用Z式探头安装法与MAX35104高精度气体测量芯片。使用新型MAX35104时间测量芯片测量精准超声波顺逆流时间。采用STM32F103ZET6作为主控MCU,实现对外围电路的控制及数据处理。采用ESP8266芯片通过网络传输数据。芯片通过WIFI方式联网发送数据到网络服务器,完成数据解析,实现远程数据采集、远程监测、远程控制和远程维护,设计了手机APP,利用物联网技术实现手机与电脑对工业环境中的气体流量、温度、湿度的远程监测和控制。使用DHT22温湿度测量模块、MQ-9甲烷浓度测量模块测量温湿度及甲烷浓度。对系统进行实验测试和分析,结果表明,该系统实现了超声波气体流量的高精度测量,周围环境参数的预警监控和测量现场的远程数据传输的功能。可以实现对气体流量测量和相关数据的监测与控制,满足了设计要求,所取得的结果有一定的理论意义和实际应用价值。

刘佳欣[5](2021)在《热式气体质量微流量计研发》文中进行了进一步梳理热式气体质量流量计是当今的研究热点,包括热线风速仪,热分布式气体质量流量计,插入式气体质量流量计等。在测量应用方面,热分布气体质量流量计主要用于测量低速微小流量。插入式气体质量流量计偏向于测量中高流速气体体积流量,适合于大中型管道气体流量测量。目前,市面上能用于测量腐蚀性气体、毒气等核工业、特殊化工行业所需气体的热式气体质量流量计都是上世纪70-80年代的产物,其测量精度大(5%),进入市场经济后,由于此类流量计需求小,适用面窄的因素,其研制进展长期处于空白。本论文研究就是基于上述现状开展的,目的是设计一款可用于对微流量腐蚀/毒性气体测量的高精度热式气体质量微流量计。确定设计目标后,针对热式气体质量流量计传感器测量经过方案对比和功能需求考量,确定传感器测量管测量方案为非接触管段式热分布型测量,遵循此测量方案设计选型设计传感器测量管。使用STM32L072LZT单片机为主控芯片,基于功能模块化设计思想,设计信号放大模块、电压恒流源模块、数据显示通信等模块电路,器件选型上为提升测量精度选择高精度器件。论文采取分时程序结构,功能模块划分在不同的时间间段内,降低了程序模块间的耦合性,方便对各个功能子模块管理升级和系统维护。上述工作完成后,设计了实验平台对流量计性能进行了调试实验,检测了设计的测量精度,通过对测量数据的分析和线性拟合,最终的测量精度符合设计预期,同时实验结果显示本课题研发设计的热式气体质量微流量计的测量精度达到了设定的3%同时测量量程满足0.5L/h-10L/h。

俞植馨[6](2020)在《热式气体质量流量计的改进研究》文中指出热式气体质量流量计能简化核电仪控测量系统,提高核电站运行的安全性和稳定性。热式气体质量流量计的缺陷在于:温度、湿度、流场流速分布以及包括导热系数、粘度、密度在内的气体物性参数的变化均会对流量计的测量精度造成影响。本文立足于某核电厂热式气体质量流量计国产化联合研发项目,针对温度、湿度以及流速分布的变化对热式气体质量流量计的测量影响,提出了提升其性能的有效方法。本文的主要工作和创新点如下:1)全面了解了当前核电厂使用流量计的种类、原理及其特点,以流体力学和传热学为基础,研究分析了热式气体质量流量测量的工作原理;2)提出了一种温度补偿方法,该方法通过构建热式气体质量流量计特性多项式数学模型,基于模型对流量计测量数据进行最小二乘拟合,获得气温与流量计特性曲线系数的函数关系,完成温度补偿。该方法在原有模拟电路温度补偿的基础上进一步减小了温度对测量精度的影响。经过实验测试证明该方法能有效提升流量计的测量精度;3)提出了一种基于改进PSO-BP神经网络的热式气体质量流量测量温湿度补偿方法,测试实验表明,该方法能同时补偿温度和湿度对流量测量的影响,提高流量测量的精度;4)提出了一种基于最小均方误差自适应加权数据融合算法的多传感器测量方法,通过对数线性法确定各个传感器的位置,并根据相对距离法进行数据预处理,剔除失效数据。经过实验测试,该方法能够有效地规避非完全发展管流的不规则流速分布对热式气体质量流量测量带来的影响,能有效提升流量计的性能。

姜燕丹[7](2019)在《超声波技术在复杂流体参数测量中的应用》文中研究说明流体广泛存在于化学工业和能源工业等工业过程中,其参数的有效测量是过程建模、预测、控制和设计的关键。但是,由于流体的流动特性复杂多变,其参数测量是一个具有重大研究意义但仍未得到较好解决的问题。超声波技术具有适应性强、测量范围广、无可动部件等诸多优点,为解决复杂流体的参数测量问题提供了有效的手段,展现出了很好的应用前景,成为近年来流体参数测量领域中的研究热点之一。本论文开展了超声波技术在气体和气液两相流等常见复杂流体参数测量中的应用研究,为解决现有的流体参数测量问题提供新的思路。本文的主要创新点和贡献如下:1.为克服现有的超声波渡越时间测量方法对信号信息利用不全面,难以满足日益增长的工业测量要求等问题,本文引入模型拟合技术和最优化方法,提出了一种基于模型的超声波渡越时间测量新方法。该方法采用多脉冲激励的方式来获得具有更高能量和信噪比的超声波信号。首先,引入零相位滤波器和带参考信号的独立分量分析方法对超声波实测信号进行预处理;然后,建立多脉冲激励模式下的超声波接收信号数学模型,利用改进后的最速下降法实现实测信号与模型信号的拟合并获得渡越时间的全局最优估计;最后,基于获得的顺、逆流渡越时间计算得到气体流量测量值。渡越时间测量实验和气体流量测量动态实验验证了所提出的渡越时间测量新方法的可行性和有效性。在5.0m3/h到50.0m3/h的流量范围内,气体流量测量的最大相对误差和重复性分别为3.27%和1.99%;在50.0m3/h到500.0m3/h的流量段内,气体流量测量的最大相对误差和重复性分别为 1.43%和 0.51%。2.为了克服单一声道布置方式的超声波流量计中流体流速场分布不均以及流体内部扰动会对测量造成不利影响等问题,结合“Z”型和“V”型两种不同的声道布置方式的优点,研发了新型混合构型双声道超声波流量传感器。该传感器通过将“Z”型和“V”型换能器对安装在不同的管道平面上来获取不同的流速剖面信息,以获得更多的流速场分布和流体内部特征信息,提高测量精度。同时,在信号处理方面沿用模型法的思路,寻求适用于混合构型流量传感器的滤波手段和最优化算法,引入Butterworth带通滤波器和混合型高斯牛顿结构的BFGS算法,提出了一种新的基于模型的渡越时间测量方法。基于所研发的传感器和所提出的渡越时间测量方法,研发了新型混合构型双声道超声波气体流量计样机并开展了气体流量测量实验。实验结果表明,该新型混合构型超声波流量传感器的研发是成功的,其相较于单一构型的传感器具有更好的测量性能。在50.0m3/h~500.0m3/h的常规流量段内,未经校正的气体流量测量最大相对误差和重复性分别为1.80%和0.38%。3.针对气液两相流电容耦合电阻层析成像(Capacitively Coupled Electrical Resistance Tomography,CCERT)系统在层状流测量中的不足,引入超声波技术,建立了气液两相层状流相界面测量模型并研究了换能器安装夹角对测量性能的影响。基于超声波技术和CCERT研发了非接触式融合型传感器。通过对超声波渡越时间的测量来获取准确的层状流相界面信息并实现对CCERT图像的校正,弥补气液两相层状流CCERT图像的相界面信息缺失问题,提高相分布图像的重建精度和后续的流态监测以及相含率测量等参数测量性能。在层状流、环状流、段塞流、泡状流等气液两相流典型流型下开展了静态测量实验,通过对比引入超声波技术前后的气液两相流C CERT系统的图像重建效果和相含率测量误差,验证了所研发传感器的有效性,表明了超声波技术的引入可以有效提高气液两相流CCERT系统的整体测量性能。本文针对超声波气体流量测量问题,从信号处理和传感器构型两方面切入,一方面引入模型拟合技术和最优化方法,提出了基于模型的超声波渡越时间测量新方法并验证了该方法在渡越时间和流量测量中的可行性和有效性;另一方面通过对两种具有互补特性的声道布置方式(“Z”型声道布置方式和“V”型声道布置方式)进行结合,研发了一种新型混合构型双声道超声波流量传感器,为克服流速场不均匀和流体内部扰动等问题对测量造成的不利影响提供新的思路。此外,引入超声波技术开展了气液两相流测量相关的拓展研究,针对现有的气液两相流CCERT系统的典型问题,研发了基于超声波技术和CCERT的非接触式融合型传感器,通过建立基于超声波技术的气液两相层状流相界面测量模型弥补了气液两相流CCERT系统在层状流测量中的不足,提高了气液两相流相含率测量的精度,为后续的研究提供借鉴。

刘金刚[8](2019)在《基于层流流量计的气体小流量标准装置研究》文中提出气体微小流量测量技术在半导体加工、汽车电子、医疗等行业有广泛应用,但相关流量计的检定/校准技术还比较缺乏。本论文针对基于层流流量计的标准装置进行研究,主要工作和结果如下:(1)新型气体层流流量传感技术研究。针对传统层流流量传感器毛细管流动入口段和进出口局部阻力非线性问题,提出了差分式和压力位差式层流流量传感方法。对于差分式和压力位差式层流流量传感技术原理进行了理论分析,分析了这两种层流流量传感技术中传感单元管道各部分压力损失,绘制了压损曲线图,证明了这两种新型层流传感元件的流量与压损能够更好地符合线性关系,即哈根-伯肃叶定律。设计加工了差分式和压力位差式层流流量传感单元,进行了流量-差压关系测试实验,实验结果与理论比较吻合。(2)基于压力位差法层流传感单元的气体小流量标准装置设计开发。进行了基于压力位差法层流流量传感单元的气体小流量标准装置总体方案和测试管路方案设计,测量管路采用并联双通道的型式,标准装置流量范围0.08-30m3/h。设计加工了集成式模块化压力位差式气体层流流量传感元件,对微差压变送器、PLC控制器、变频器和风机进行了选型。进行了测量与控制系统设计开发和上位机软件开发,完成了整体系统组装和调试。(3)气体小流量标准装置的测试校准。利用音速喷嘴流量标准装置和气体钟罩流量标准装置对所开发流量装置中层流流量测量单元进行了校准,音速喷嘴和钟罩流量标准装置校准实验流量范围分别为0.08-5m3/h和0.5-30m3/h,两条管路流量有重合区域以方便实际使用。经校准后,所开发气体小流量标准装置达到了设计流量和不确定度要求。

李长奇[9](2018)在《基于TDC-GP21的双声道气体超声波流量计研制》文中提出气体超声波流量计是一种利用超声波检测气体流量的过程控制仪表,具有诸多其他流量计不具备的优点,尤其适用于脏介质、腐蚀性强的介质等恶劣工作现场和对测量精确度要求高的计量场所。但国内的气体超声波流量计研究起步较晚,技术积累欠缺,与国外技术相比尚有较大差距,因此急需开发一款具有自主知识产权的气体超声波流量计。本论文基于高精度计时芯片TDC-GP21与峰值互相关算法,并兼顾低功耗的设计需求,提出软硬件结合解决流量计精确度问题的方法,设计实验样机,并通过流量测量实验验证实验样机的性能。本论文主要研究内容包括:(1)设计基于高精度计时芯片TDC-GP21与峰值互相关算法的测量方案。论文在研究传统TDC-GP21计时芯片方案和传统互相关测量方案的基础上,提出基于TDC-GP21硬件,结合峰值互相关算法的新测量方案,目的是解决传统方法测量误差大、功耗高的问题。(2)基于气体超声波流量计信号特点的峰值互相关算法研究。论文基于气体超声波流量计信号特点,设计以峰值为研究对象的互相关算法,以改进传统互相关算法运算量大、实时性差的缺点。(3)基于高精度计时芯片TDC-GP21与峰值互相关算法进行气体超声波流量计样机设计。样机硬件系统采用模块化设计,包括以微功耗单片机MSP430F5418A为控制核心的控制模块、换能器驱动及切换模块、前级匹配及接收切换模块、信号调理模块、基于高精度计时芯片TDC_GP21的计时模块和电源模块。样机通过系统软件控制读取计时模块的测量时间,并应用基于峰值互相关算法的数据处理方法完成流量计算。(4)流量计样机在负压音速喷嘴流量检定设备上进行实验验证。首先对样机进行渡越时间验证,在不同流速点下分别使用峰值互相关算法和不使用峰值互相关算法测定渡越时间,并与理论渡越时间对比。然后对超声波流量计样机进行整机精度测试,本文研制的气体超声波流量计达到国家标准要求。

赵毅[10](2019)在《NMP有机溶剂精制项目控制方案设计与研究》文中研究指明N-甲基吡咯烷酮(NMP)是一种非常稳定,选择性很强的极性溶剂和重要化工原料。作为制作锂电池正极的重要材料,随着近年来锂电池产业的飞速发展,NMP的需求量正日益增大,对NMP进行回收精制就显得非常迫切。可见,NMP的精馏回收在我国的前景非常广阔。本文以江西省某NMP精制的精馏工艺为研究对象,主要工作如下:1.首先介绍该项目的原料NMP的性质,分析其精馏工艺的流程及特性,然后针对工艺原理分析NMP精馏塔的特性、温度的控制要求及其影响因素。2.具体研究该项目产品塔的温度控制方案,尤其是串级控制在精馏段温度控制中的应用效果,并分析传统串级控制的优缺点。然后针对传统串级控制的不足引入新型PID算法对其进行改进,对新型PID进行仿真分析后发现,改进之后仍有不足之处。3.在NMP精馏过程的温度控制中,研究利用预测控制算法来克服传统PID和新型PID的不足,且针对精馏段的温度控制设计了一种基于动态矩阵控制(DMC)的预测控制器,在建立精馏段温度的预测模型之后,经过滚动优化和反馈校正对控制器进行逐步完善。对比仿真结果发现,预测控制系统无论是在响应时间,抗干扰能力,还是超调量等方面都比前两种方法控制质量更好。4.完成此项目硬件方面的设计,包括DCS系统、控制室的设计,以及项目中所涉及的各类仪表的选型。尤其是较为复杂的流量计和调节阀,在详细计算出相应参数之后,完成了正确的型号选择。

二、气体测量的一种新型流量仪表(论文开题报告)

(1)论文研究背景及目的

此处内容要求:

首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景,再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题,并提出你的论文准备的观点或解决方法。

写法范例:

本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。

(2)本文研究方法

调查法:该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。

观察法:用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。

实验法:通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。

文献研究法:通过调查文献来获得资料,从而全面的、正确的了解掌握研究方法。

实证研究法:依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。

定性分析法:对研究对象进行“质”的方面的研究,这个方法需要计算的数据较少。

定量分析法:通过具体的数字,使人们对研究对象的认识进一步精确化。

跨学科研究法:运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。

功能分析法:这是社会科学用来分析社会现象的一种方法,从某一功能出发研究多个方面的影响。

模拟法:通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。

三、气体测量的一种新型流量仪表(论文提纲范文)

(1)大管道流量仪表的研发与评估(论文提纲范文)

0 引言
1 大管道流量测量仪表的发展
    1.1 回顾研发、应用过程
        1.1.1 测点速流量仪表
        1.1.2 测径向多速流量仪表
        1.1.3 测截面多流速流量仪表[7- 9]
    1.2 工艺应兼顾仪表
        1.2.1 仪表的重要性
        1.2.2 工艺需兼顾仪表的需要
    1.3 反思应用中的问题
    1.4 大管道流量测量系统
        1.4.1 整流器
        1.4.2 多点流速计
2 新型节流式流量仪表
    2.1 溯源、发展、创新
    2.2 多孔流量仪表
    2.3 环形通道流量仪表
3 科学地评估新型流量仪表
    3.1 流量仪表评估
        3.1.1 标准流量试验装置的局限
        3.1.2 性能试验装置
    3.2 流量特性试验室
        3.2.1 流量特性试验室的特点
        ①积木式、多流场。
        ②管道组合多变。
        3.2.2 几点建议
        ①规模大小。
        ②流量基准。
        ③安装流场干扰器。
        ④质检兼研发。
4 结论

(2)基于光纤光栅的流量传感研究(论文提纲范文)

摘要
abstract
第一章 绪论
    1.1 流量测量的意义
    1.2 流量测量技术的发展
    1.3 光纤光栅传感技术
    1.4 光纤光栅流量传感器国内外研究现状
        1.4.1 光纤光栅靶式流量传感器
        1.4.2 光纤光栅压差式流量传感器
        1.4.3 光纤光栅涡轮式流量传感器
        1.4.4 光纤光栅热式流量传感器
        1.4.5 光纤光栅浮子式流量传感器
        1.4.6 其他光纤光栅流量传感器
    1.5 论文研究内容与章节安排
第二章 光纤光栅传感原理
    2.1 光纤光栅的理论模型
    2.2 光纤光栅的传感特性
    2.3 温度应变交叉敏感问题
    2.4 常见光纤光栅流量传感器原理
    2.5 本章小结
第三章 流体及其仿真模拟
    3.1 流体
    3.2 ANSYS有限元分析软件
    3.3 平衡流量传感器的参数仿真研究
        3.3.1 函数孔数量仿真研究
        3.3.2 多孔孔板厚度仿真研究
    3.4 光纤光栅压差传感系统
    3.5 本章小结
第四章 光纤光栅热式气体流量传感器
    4.1 FBG热式气体流量传感器原理
    4.2 传感器的制作
    4.3 温度和流量传感实验与分析
    4.4 传感器压力损失模拟
    4.5 本章小结
第五章 低流量光纤光栅热式液体流量传感器
    5.1 FBG热式液体流量传感器原理
    5.2 传感器制作
    5.3 温度传感测试实验
    5.4 液体流量传感测试实验
    5.5 传感器压力损失仿真
    5.6 本章小结
第六章 总结与展望
    6.1 工作总结
    6.2 工作展望
致谢
参考文献
攻读学位期间参加科研情况及获得的学术成果

(3)输气管道智能诊断技术研究(论文提纲范文)

摘要
Abstract
第一章 绪论
    1.1 研究背景及意义
    1.2 国内外研究现状
        1.2.1 异常诊断方法研究现状
        1.2.2 输气管道生产监测及其诊断现状
    1.3 本文主要研究内容
    1.4 技术路线
第二章 输气管道运行异常事故分析
    2.1 输气管道事故原因类型及特点
        2.1.1 国外输气管道事故原因类型
        2.1.2 我国输气管道事故原因类型
        2.1.3 天然气管道事故概率特点分析
    2.2 基于FTA的管道运行异常故障分析
        2.2.1 故障树分析法
        2.2.2 输气管道仪表通信故障树
        2.2.3 输气管道线路异常故障树
        2.2.4 输气管道场站设备异常故障树
    2.3 输气管道故障参数模式分析
    2.4 本章小结
第三章 管道测量数据单变量异常诊断研究
    3.1 管道测量数据单变量模式类型及特征提取
        3.1.1 管道测量数据控制图模式类型
        3.1.2 样本数据的产生
        3.1.3 特征提取
    3.2 基于随机森林算法的测量数据异常模式识别实验
        3.2.1 随机森林算法
        3.2.2 特征筛选
        3.2.3 不同机器学习算法比较
    3.3 基于模式识别的管道测量数据单变量异常诊断
        3.3.1 基于模式识别的异常诊断流程
        3.3.2 管道测量数据单变量异常诊断应用实例
    3.4 本章小结
第四章 基于动态模型的管道系统运行异常诊断研究
    4.1 输气管道动态模型建立及求解
        4.1.1 基本假设
        4.1.2 管道流动控制方程
        4.1.3 天然气相关物性
        4.1.4 水力摩阻系数计算
        4.1.5 气体管道动态仿真
        4.1.6 动态仿真实例验证
    4.2 基于动态模型的管道运行异常数据分析
        4.2.1 仪表漂移故障数据分析
        4.2.2 管道管存异常数据分析
        4.2.3 管道输气效率数据分析
    4.3 管道系统运行异常诊断流程
    4.4 本章小结
第五章 输气管道运行异常诊断系统开发
    5.1 系统总体设计
        5.1.1 需求分析和功能描述
        5.1.2 系统总体架构及数据流程设计
    5.2 系统开发
        5.2.1 开发环境
        5.2.2 数据库设计
    5.3 输气管道运行异常诊断系统的应用
        5.3.1 用户登录
        5.3.2 测量数据单变量识别诊断
        5.3.3 仪表漂移故障监测
        5.3.4 管道管存分析
        5.3.5 管道输气效率分析
    5.4 本章小结
第六章 总结与展望
致谢
参考文献
攻读硕士学位期间参加科研情况及获得的学术成果

(4)基于物联网的高精度超声波气体流量监测系统设计(论文提纲范文)

中文摘要
abstract
1 绪论
    1.1 研究背景
    1.2 问题提出与研究现状
        1.2.1 超声波流量检测研究现状
        1.2.2 智能监测研究现状
    1.3 研究内容及论文架构
        1.3.1 研究内容
        1.3.2 论文组织结构
2 系统参数监测研究
    2.1 超声波及超声波传感器
        2.2.1 超声波原理
        2.2.2 超声波换能器的原理
        2.2.3 超声波换能器的选择
    2.2 超声波传感器测量方式选择
        2.2.1 互相关法
        2.2.2 多普勒法
        2.2.3 时差法
    2.3 时差法计算管道流量方式
    2.4 时间测量方法研究
        2.4.1 脉冲计数法
        2.4.2 过零检测法
        2.4.3 模拟测量法
        2.4.4 数字测量法
    2.5 流量测量精度的影响因素分析
        2.5.1 机械因素的影响
        2.5.2 电子因素的影响
        2.5.3 流场因素的影响
    2.6 流速分布研究
        2.6.1 层流流速
        2.6.2 紊流流速
        2.6.3 拟合修正系数
    2.7 物联网无线连接设计
        2.7.1 典型无线通信技术选择
        2.7.2 物联网技术网络框架
        2.7.3 MQTT协议设计
    2.8 本章小结
3 系统硬件设计
    3.1 系统总体设计
        3.1.1 系统硬件架构
        3.1.2 系统工作过程
    3.2 高精度时间测量电路
        3.2.1 升压电路
        3.2.2 开尔文连接法
        3.2.3 超声波收发电路接口
        3.2.4 早期检测
        3.2.5 时间测量操作
    3.3 控制系统电路
        3.3.1 微控制器简介
        3.3.2 最小系统
    3.4 电源电路
    3.5 无线收发线路
    3.6 其他外围电路
        3.6.1 液晶显示模块
        3.6.2 数据存储电路
        3.6.3 气体传感器模块设计
        3.6.4 温湿度传感器模块设计
        3.6.5 串口调试电路
    3.7 硬件抗干扰设计
    3.8 本章小结
4 系统软件设计
    4.1 开发环境简述
    4.2 软件总体架构
    4.3 系统主程序设计
    4.4 超声波气体流量数据采集系统
        4.4.1 MAX35104 初始化参数设置
        4.4.2 MAX35104的SPI传输协议
        4.4.3 流量计算设计
    4.5 环境监测软件设计
        4.5.1 可燃气体浓度测量程序
        4.5.2 温湿度测量模块软件设计
    4.6 物联网数据传输系统
    4.7 手机数据监测APP
    4.8 软件抗干扰
    4.9 本章小结
5 实验结果与分析
    5.1 流量计的实验方法
        5.1.1 性能要求
        5.1.2 实验环境
    5.2 实验结果处理
        5.2.1 零流量试验
        5.2.2 实时流量实验
    5.3 实验误差分析
    5.4 物联网手机监控实验
    5.5 本章小结
6 总结与展望
    6.1 课题总结
    6.2 课题展望
参考文献
攻读学位期间研究成果
致谢

(5)热式气体质量微流量计研发(论文提纲范文)

摘要
abstract
第一章 绪论
    1.1 研究工作的背景与意义
    1.2 热式气体质量流量计的概述
        1.2.1 热式气体质量流量计的分类
    1.3 国内外研究现状
        1.3.1 国内研究现状
        1.3.2 国外研究现状
    1.4 发展趋势
    1.5 本文研究内容及结构安排
        1.5.1 本文研究内容
        1.5.2 论文结构安排
第二章 传感器基本原理与设计
    2.1 热式气体质量微流量计测量原理
        2.1.1 流体流动相关原理介绍
        2.1.2 传热原理介绍
    2.2 传感器的工作原理与设计
        2.2.1 传感器的工作原理
        2.2.2 传感器的设计
    2.3 本章小结
第三章 热式气体质量微流量计硬件系统设计
    3.1 微处理器选择与控制模块设计
    3.2 电源电路恒流源模块电路设计
        3.2.1 恒流源电路、信号放大电路电源设计
        3.2.2 模块供电电源和参考电压电路设计
    3.3 信号放大模块电路设计
    3.4 RS-485 通信电路模块设计
    3.5 LED数码管显示电路设计
    3.6 按键电路设计
    3.7 4-20m A电流输出电路设计
    3.8 本章小结
第四章 热式气体质量微流量计软件系统设计
    4.1 软件开发平台介绍
    4.2 软件功能模块整体设计
        4.2.1 主程序
        4.2.2 信号采样
        4.2.3 数据处理计算
        4.2.4 EEPROM数据存储
        4.2.5 RS-485 通信模块
        4.2.6 LED数码管显示
        4.2.7 4-20m A电流输出
    4.3 本章小结
第五章 系统调试与实验结果分析
    5.1 微流量气体体积流量控制装置
    5.2 硬件调试
        5.2.1 信号放大电路基准电压调试
        5.2.2 线性关系验证
    5.3 系统整体实验测量
        5.3.1 标定点确定
        5.3.2 相关误差分析
        5.3.3 标定点分段线性拟合校正
        5.3.4 标定校正后二次测量
    5.4 本章小结
第六章 总结与展望
    6.1 工作总结
    6.2 展望
致谢
参考文献

(6)热式气体质量流量计的改进研究(论文提纲范文)

摘要
ABSTRACT
第1章 绪论
    1.1 课题来源
    1.2 课题的背景和意义
    1.3 流量计的分类及在核电厂中的应用
        1.3.1 电磁流量计
        1.3.2 差压式流量计
        1.3.3 涡轮流量计
        1.3.4 超声波流量计
        1.3.5 质量流量计
    1.4 热式质量流量计简介
    1.5 研究现状与发展趋势
        1.5.1 国外研究现状
        1.5.2 国内研究现状
        1.5.3 发展趋势
    1.6 主要研究内容
第2章 热式气体质量流量计的理论知识与原理
    2.1 流体流动相关知识
        2.1.1 流体的流动状态
        2.1.2 流体的流速分布
    2.2 热式气体质量流量计的基本原理
        2.2.1 传热学理论
        2.2.2 热式气体质量流量计的工作原理
        2.2.3 传感器探头
    2.4 本章小结
第3章 热式气体质量流量计流量测量影响因素
    3.1 温度对流量测量的影响
    3.2 湿度对流量测量的影响
    3.3 流速分布对流量测量的影响
    3.4 本章小结
第4章 热式气体质量流量计性能提升研究
    4.1 热式气体质量流量计的温度补偿
        4.1.1 现有温度补偿方法分析
        4.1.2 基于最小二乘法的多项式拟合温度补偿方法
    4.2 基于改进PSO-BP神经网络算法的温湿度补偿
        4.2.1 BP神经网络
        4.2.2 粒子群算法
        4.2.3 粒子群算法的改进
        4.2.4 改进PSO-BP神经网络的实现
    4.3 本章小结
第5章 热式气体质量流量计多传感器测量方法研究
    5.1 多传感器数据融合理论
    5.2 多传感器气体流量测量原理
        5.2.1 速度面积法
        5.2.2 对数线性法
    5.3 多传感器气体流量测量的数据处理
        5.3.1 数据预处理
        5.3.2 融合算法
    5.4 本章小结
第6章 热式气体质量流量计系统设计
    6.1 系统功能规划
    6.2 系统硬件设计
        6.2.1 传感器驱动与信号处理模块
        6.2.2 运算处理/显示模块
        6.2.3 电源模块
        6.2.4 电流输出模块
        6.2.5 通讯模块
    6.3 系统软件设计
        6.3.1 信号采集模块
        6.3.2 数据处理与运算模块
        6.3.3 信号输出模块
        6.3.4 数据通讯与存储模块
        6.3.5 诊断模块
    6.4 本章小结
第7章 实验测试与分析
    7.1 实验测试平台的搭建
    7.2 基于最小二乘法的多项式拟合温度补偿方法的测试与分析
        7.2.1 温度补偿标定实验
        7.2.2 温度补偿验证实验
    7.4 多传感器测量方法的测试与分析
    7.5 改进PSO-BP神经网络温湿度补偿方法的测试与分析
        7.5.1 样本标定实验
        7.5.2 温湿度补偿验证试验
    7.6 本章小结
第8章 总结与展望
    8.1 总结
    8.2 展望
参考文献
致谢
攻读硕士学位期间发表(录用)论文
学位论文评阅及答辩情况表

(7)超声波技术在复杂流体参数测量中的应用(论文提纲范文)

致谢
摘要
Abstract
第1章 绪论
    1.1 课题的研究背景及意义
    1.2 基本概念
        1.2.1 超声波检测技术
        1.2.2 复杂流体的主要参数
    1.3 文献综述
        1.3.1 超声波技术在流体参数测量中的应用
        1.3.2 超声波渡越时间测量方法
        1.3.3 超声波气体流量计
        1.3.4 气液两相流电阻层析成像技术
    1.4 本文的主要内容和章节安排
    1.5 本章小结
第2章 实验装置
    2.1 超声波气体流量测量实验装置
        2.1.1 气体流量测量实验装置
        2.1.2 气体流量计样机系统
    2.2 基于超声波技术和CCERT的气液两相流参数测量系统
    2.3 本章小结
第3章 基于模型的超声波气体流量测量方法研究
    3.1 引言
    3.2 超声波信号建模
        3.2.1 超声波换能器的激励方式
        3.2.2 多脉冲激励模式下的超声波信号建模
    3.3 基于模型的超声波渡越时间测量新方法
        3.3.1 信号预处理
        3.3.2 模型拟合
    3.4 基于模型的气体流量测量实验
        3.4.1 单声道超声波流量传感器
        3.4.2 实验结果
    3.5 本章小节
第4章 基于新型混合构型双声道超声波传感器的气体流量测量
    4.1 引言
    4.2 新型双声道混合构型超声波流量传感器
    4.3 新型混合构型双声道超声波气体流量计
        4.3.1 新型混合构型双声道超声波气体流量计样机
        4.3.2 基于模型的渡越时间测量方法
        4.3.3 双声道流量加权
    4.4 气体流量测量实验
    4.5 本章小结
第5章 基于超声波技术和CCERT的气液两相流参数测量
    5.1 引言
    5.2 气液两相流CCERT技术及其局限性
        5.2.1 CCERT建模和图像重建
        5.2.2 气液两相层状流CCERT图像重建
    5.3 基于超声波技术的气液两相层状流相界面测量模型
        5.3.1 气液两相层状流相界面测量模型
        5.3.2 换能器对安装夹角的选取
    5.4 基于超声波技术和CCERT的非接触式融合型传感器
    5.5 气液两相流参数测量实验
    5.6 本章小结
第6章 总结与展望
参考文献
个人简历
攻读博士学位期间所得科研成果

(8)基于层流流量计的气体小流量标准装置研究(论文提纲范文)

致谢
摘要
abstract
1.绪论
    1.1.课题研究背景及意义
    1.2.气体流量标准装置的研究现状
        1.2.1.原始标准装置的发展
        1.2.2.次级标准装置的发展
    1.3.层流法流量和粘度标准装置研究现状
    1.4.论文研究的主要内容
2.气体流量标准装置设计基础
    2.1.流量基础知识
    2.2.气体流动方程
        2.2.1.连续性方程
        2.2.2.状态方程
        2.2.3.能量方程
    2.3.常见气体流量标准装置
        2.3.1.钟罩式
        2.3.2.PVTt法
        2.3.3.Mt法
        2.3.4.标准流量计法
        2.3.5.皂膜气体流量标准装置
3.新型层流流量流量传感技术研究
    3.1.常规层流流量计原理
        3.1.1.层流流量计理论
        3.1.2.层流流量计结构
        3.1.3.层流元件压力变化分析
        3.1.4.层流元件入口段流动状态分析
    3.2.差分式层流流量传感方法
        3.2.1.差分式新型层流元件
        3.2.2.差分式层流元件标定
    3.3.压力位差式层流流量传感技术
        3.3.1.压力位差式层流流量传感元件工作原理
        3.3.2.压力位差式层流流量传感元件标定测试
4.基于压力位差式层流流量传感元件的气体流量标准装置设计
    4.1.气体流量标准装置技术指标
    4.2.标准装置总体方案
        4.2.1.测试管道总体
    4.3.测量管路系统设计
    4.4.传感器与仪表控制系统
        4.4.1.仪表机箱
        4.4.2.微差压变送器
        4.4.3.温湿度计
        4.4.4.PLC控制器
    4.5.标准装置软件设计
        4.5.1.LabVIEW简介
        4.5.2.主程序设计与使用
5.气体流量标准装置的测试标定
    5.1.系统气密性测试
    5.2.流量测量模块的标定
    5.3.实验结果分析
6.总结与展望
    6.1.论文总结
    6.2.后续展望
参考文献
作者简介

(9)基于TDC-GP21的双声道气体超声波流量计研制(论文提纲范文)

摘要
Abstract
第一章 绪论
    1.1 引言
    1.2 流量计研究现状
    1.3 气体超声波流量计研究现状
    1.4 课题研究内容
    1.5 论文的结构组织安排
第二章 双声道气体超声波流量计总体方案构建
    2.1 引言
    2.2 超声波流量计测量原理
        2.2.1 波束偏移法
        2.2.2 相关法
        2.2.3 传播速度差法
    2.3 气体介质中声波特性研究及对策
        2.3.1 气体介质对声波传播特性的影响分析
        2.3.2 多声道气体超声波流量计研究
        2.3.3 超声波换能器安装方式研究
    2.4 双声道气体超声波流量计总体方案设计
        2.4.1 双声道气体超声波流量计管体设计
        2.4.2 双声道气体超声波流量计换能器选型
        2.4.3 双声道气体超声波流量计硬件总体方案设计
        2.4.4 气体超声波流量计软件总体方案设计
    2.5 本章小结
第三章 基于TDC_GP21的峰值互相关算法研究
    3.1 引言
    3.2 TDC_GP21计时方法概述
    3.3 互相关检测法研究
    3.4 气体超声波流量计峰值互相关算法研究
    3.5 本章小结
第四章 双声道气体超声波流量计软硬件系统设计
    4.1 引言
    4.2 流量计硬件模块设计
        4.2.1 控制模块设计
        4.2.2 超声波换能器驱动及切换模块设计
        4.2.3 前级匹配电路及接收切换模块设计
        4.2.4 信号调理模块设计
        4.2.5 计时模块设计
        4.2.6 电源模块设计
    4.3 流量计软件系统详细设计
        4.3.1 流量计软件主程序设计
        4.3.2 测量控制模块设计
        4.3.3 时间测量模块设计
        4.3.4 算法处理模块设计
        4.3.5 人机交互模块设计
    4.4 本章小结
第五章 双声道气体超声波流量计实验研究
    5.0 引言
    5.1 实验平台介绍
    5.2 渡越时间测试及数据分析
    5.3 实流测量实验与数据分析
    5.4 本章小结
第六章 结论
    6.1 论文工作总结
    6.2 研究工作展望
参考文献
致谢
攻读学位期间所取得的相关科研成果

(10)NMP有机溶剂精制项目控制方案设计与研究(论文提纲范文)

摘要
ABSTRACT
1 前言
    1.1 本课题研究目的及意义
    1.2 精馏塔的发展过程
    1.3 精馏过程控制系统的研究状况
        1.3.1 国内研究现状
        1.3.2 国外研究现状
    1.4 本文研究内容
2 NMP原料及精馏塔特性分析
    2.1 NMP精馏的工艺特性
        2.1.1 NMP的性质
        2.1.2 NMP精馏工艺简介
    2.2 NMP精馏塔的特性
        2.2.1 精馏塔的控制要求
        2.2.2 精馏塔的静态特性
        2.2.3 精馏塔的动态模型
    2.3 精馏塔操作的影响因素
    2.4 本章小结
3 精馏过程温度控制方案分析
    3.1 产品塔精馏段温度控制
        3.1.1 串级控制的特点
        3.1.2 精馏段温度串级控制分析
        3.1.3 精馏段温度串级控制仿真
    3.2 精馏段温度控制的改进
        3.2.1 传统PID算法
        3.2.2 新型PID设计
        3.2.3 新型PID的仿真
    3.3 产品塔提馏段温度控制
    3.4 本章小结
4 精馏塔温度的预测控制
    4.1 预测控制算法简介
    4.2 精馏段温度预测控制器设计
        4.2.1 预测模型建立
        4.2.2 预测模型的滚动优化
        4.2.3 预测模型的反馈校正
    4.3 预测控制DMC分析
    4.4 预测控制的仿真
        4.4.1 预测控制器模型建立
        4.4.2 仿真结果与分析
    4.5 本章小结
5 NMP回收精制项目工程说明及仪表选型
    5.1 项目工程说明
    5.2 项目硬件设计
        5.2.1 DCS系统规格
        5.2.2 DCS系统设计
        5.2.3 控制室设计
    5.3 联锁系统逻辑图
    5.4 仪表选型
        5.4.1 危险区域划分及仪表防爆等级
        5.4.2 温度仪表
        5.4.3 压力仪表
        5.4.4 液位仪表
        5.4.5 流量仪表
        5.4.6 调节阀
    5.5 相关图纸绘制
        5.5.1 仪表安装图
        5.5.2 仪表回路图
        5.5.3 装置内仪表位置及电缆图
        5.5.4 可燃气体检测器
    5.6 本章小结
6 总结与展望
    6.1 全文总结
    6.2 论文的创新点
    6.3 论文的不足之处
7 参考文献
8 致谢
附录

四、气体测量的一种新型流量仪表(论文参考文献)

  • [1]大管道流量仪表的研发与评估[J]. 毛新业. 自动化仪表, 2021(12)
  • [2]基于光纤光栅的流量传感研究[D]. 杨凯庆. 西安石油大学, 2021
  • [3]输气管道智能诊断技术研究[D]. 李丹. 西安石油大学, 2021(09)
  • [4]基于物联网的高精度超声波气体流量监测系统设计[D]. 郑高原. 常州大学, 2021(01)
  • [5]热式气体质量微流量计研发[D]. 刘佳欣. 电子科技大学, 2021(01)
  • [6]热式气体质量流量计的改进研究[D]. 俞植馨. 山东大学, 2020(11)
  • [7]超声波技术在复杂流体参数测量中的应用[D]. 姜燕丹. 浙江大学, 2019(01)
  • [8]基于层流流量计的气体小流量标准装置研究[D]. 刘金刚. 中国计量大学, 2019(02)
  • [9]基于TDC-GP21的双声道气体超声波流量计研制[D]. 李长奇. 河北工业大学, 2018(06)
  • [10]NMP有机溶剂精制项目控制方案设计与研究[D]. 赵毅. 天津科技大学, 2019(07)

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一种用于气体测量的新型流量计
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