直管科氏流量计信号处理与批料流/三相流测量研究

发布时间：2021-02-02 01:03

　　科里奥利质量流量计能够测量质量流量、体积流量和密度等,已广泛应用于石油、化工、食品、能源、制药、贸易等行业。本文的研究内容涉及科氏质量流量计研究领域的几个前沿问题,包括直管科氏质量流量计信号处理方法、科氏质量流量计在批料流和不分离三相流测量系统中的应用。针对直管式科里奥利质量流量计固有频率高且相位差小、难以实现高精度测量的问题,评估基于过零检测和DTFT原理的两套算法的测量精度和实时性。选择TMS320C6726 DSP为核心处理器研制变送器,并进行了各项测试和水流量标定。结果表明,变送器零点稳定无漂移,满足实时处理要求,具有较高的测量精度。匹配15mm口径微弯型流量管,量程比将近15：1,测量误差小于0.07%,重复性优于0.02%。匹配25mm口径三角型流量管,量程比接近11：1,测量误差小于0.08%,重复性优于0.03%。针对科氏质量流量计应用在批料流测量中动态响应速度不够快的问题,对信号处理方法进行了改进,缩短了动态响应时间；并设计了可以进行批料流实验、检验批料测量精度的实验装置。针对油、气、水三相流测量难度大、精度差,分离测量装置流程复杂、费用高的问题,设计一套基于科氏质量... 

【文章来源】：合肥工业大学安徽省 211工程院校 教育部直属院校

【文章页数】：91 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

图１．３无流豈时传感器输出信号??

?真；一级滤波器参数不变，设计第二级两阶己特沃斯带通滤波器时，将通带??设为［６７０Ｈｚ?７３０Ｈｚ］。则两种滤波器的幅频特性结果如图２．２所示。??°＾Ｉ?Ｉ?ｉ?陷波带通滤波器??！?Ｉ?ｉ?ｆ?－己特沃巧带通滤波器??－５?１——????一一户…Ｗ?１￣￣Ｌ??１?Ｉ?１?／，?Ｉ?Ｉ?Ｉ?ｉ??Ｓ＇?１?ｊ．?／１?｜（＼?；?；?Ｉ??苗?！?ｉ?ｉ／｜?１＼＼?Ｉ?；?：ｉ??Ｉ?Ｉ?ｊ?Ｉ?Ｍ?＼?ｉ?！?：！??＇＾?Ｊ７ｉ／?ｌｌＮ＾Ｉ?Ｉ??一Ｉ?／?ｉ?＼．?．；??－２５１——ｊ?ｉ?－４ｆ?ｉ－…－Ｖ—－－－千－?！＿—ｒ一…叫??０．０５?０．１?０．１５?０．２?０．２５?０．３?化巧??Ｎｏｒｍａｌｉｚｅｄ?Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ?（ｘＴｒｒａｄ／ｓａｍｐｌｅ）??图２．２幅频特性对比??Ｆｉｇ?２．２?Ｃｏｍｐａｒｅ?ｔｈｅ?ａｍｐｌｉｔｕｄｅ－ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ?ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓ??由结果可ｗ看出，陷波器结构的带通滤波器的通带更窄，而在通带ｗ外，??己特沃斯滤波器对信号的衰减能力更强。因此，结合两种滤波器的优势，将??其串联起来使用，可Ｗ达到互补的效果。??２．１丄２过零检测算法??信号处理方法有时域处理方法和频域处理方法两种，过零检测方法就是??时域处理方法中一种非常经典的方法。这种方法的原理也非常简单。如图??２．３所示，己知两路频率相同，幅值相同，但具有一定相位差的正弦信号Ｌ??和民，其过零点分别是＾、：＾、＾，．．．和民１、艮２、民３，．．．；图中的时间差＾＾，??就是相邻两过零点之间的时间差

用Ｗ模拟ＡＤＣ采样值的低７位不确定位。??构造后的信号还要经过滤波，滤波后分别采用过零检测和ＤＴＦＴ方法处理０１??上两路信号，最小相位差下频率的计算结果如图２．７、２．８所示，相位差的计算结??果如图２．９、２．１０所示。??过零检测算法频率计算结果??１００１．腑￣?１??ｉ————化真计算频率??１００１?０４??真实频率?－??ｎ?（??１００１．０２?Ｉ?／］?ＩＩ，?，｜?於?Ｉ?－??ｉ?側１?前／Ｗｗｌｊｔ??１０００．９６?Ｊ??１０００．９４???＇?＇?＇?＇?＇??＾??０?１０?２０?３０?４０?孤?６０??点数ｎ??图２．７过零检测算法频率计算结果??Ｆｉｇｕｒｅ?２．７?Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ?ｃａｌｃｕｌａｔｉｏｎ?化５１！１校?ｏｆ?ｚｅｒｏ乂ｒｏｓｓｉｎｇ?ｄｅｔｅｃｔｉｏｎ?ａｌｇｏｒｉｔｈｍ??ＤＴＦＴ算法频率计算结果??—＇??????—？?■?￣１??結ｉ瓦挪Ｉ??化０１．０况


本文编号：3013756