渦輪流量計動態特性研究

動態流量測量迄今為止一直是液壓測試的一個難題.其原因在于:首先難以獲得很的脈動或階躍流量激勵,因此無法的標定流量計的動態特性;其次目前的各類測流計都存在各自的缺陷,難以達到動態流量測量要求的性能指標.隨著液壓技術尤其是電液控制技術的發展,實時、的獲得液壓系統的瞬時流量越來越具有重要意義.解決動態流量測量問題有三種途徑:一是發現流量測量新原理;二是在現有流體力學原理上發明新型流量計;三是對現有流量計進行技術改造來提高其性能指標.其中第三種zui為簡便,成功后經濟效益*.渦輪流量計是應用zui廣泛的一種流量計,目前主要用于穩態流量測量.該論文對渦輪流量計動態特性進行研究,并探討將渦輪流量計用于動態流量測量的改進途徑.運用流體動量矩原理和JERRY.GREY的方法都可以求得渦輪在流體中受到的推動力矩,后者計算結果更為準確;在考慮的渦輪在流體中受到的各種阻力矩后,論文中建立了渦輪流量變送器的動態數學模型.利用經典控制理論,可以對該模型進行分析,當流量足夠大時,可以忽略各種阻力矩的影響,得到在階躍速度激勵下的渦輪流量變送器的理論動態響應時間常數,計算表明流體中的渦輪在流量變化時的動態響應很快,限制渦輪流量計測量動態流量的不是渦輪的轉動慣量.渦輪流量計的流量積算由二次儀表完成,傳統流量積算儀價格昂貴,動態響應緩慢,無法記錄變送器輸出信號的實量變化情況.該論文應用虛擬儀器軟件LabVIEW結合數據采集卡代替流量積算儀,標定了實驗用節流流量計的流量系數C<,d>,并對渦輪流量計的動態特性進行研究.實驗結果表明,這種方法可以大大提高應用渦輪流量計測量流量的穩態性能指標;另外驗正了限制渦輪流量計用于動態流量測量不是渦輪的轉動慣量,而是檢測渦輪轉速的電磁轉換器的原理.如果能夠將光柵、激光干涉儀等*的角速度檢測方法應用到渦輪流量計的轉速-脈沖電壓轉換中,預期將可以利用渦輪流量計實現動態流量測量.

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