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涡轮流量计动态特性合理可行经济可靠的标定方

  涡轮流量计广泛应用于工业流量测量,尤其适用于高粘度、低雷诺数流体流量的测量。但涡轮流量计在实际应用中,在脉动流、混合流以及其他流体流动不稳定的工况下,其常常无法反映流体流量的实际状况。另外,在流体流速相对较大时,涡轮流量计往往会出现靶杆共振等问题,使其无法正常工作。从实质上说,这些问题的根源都在于涡轮流量计不具有良好的动态特性,使涡轮流量计在流体流动变化比较大的场合,其输出无法复现输入信号的变化规律。因此,对涡轮流量计进行动态特性的标定是很有必要的。
目前,国内外流量计生产厂家在涡轮流量计出厂前都会对其进行静态标定,给出具有相关静态性能指标的检定证书,但大都未给出动态特性的相关性能指标。本文在分析和研究涡轮流量计工作原理及制作工艺的基础上,对涡轮流量计动态特性的标定方法进行探索和研究,寻求一种合理可行、经济可靠的标定方法,得到反映其动态特性的相关性能指标。
  论文主要研究内容概述如下:
(1)分析目前流量测量领域中,流量仪表的发展及其技术更新的趋势;总结现有标定方法及其存在的缺陷,从涡轮流量计实际应用中出现的问题来引出对涡轮流量计进行动态标定的必要性。
(2)分析和研究涡轮流量计的工作原理、结构特点及其制作工艺,在此基础上,提出对其进行动态标定的几种可行的标定方案以及数据处理方法,比较几种标定设计方案的优缺点,确定最佳设计方案。
(3)详细阐述了如何利用快速傅里叶变换(FFT)、功率谱密度(PSD)以及系统辨识(System Identification)等方法对标定数据进行处理,并最终得到涡轮流量计的动态特性曲线及相关性能指标。
(4)采用最佳标定设计方案进行实验,利用快速傅里叶变换(FFT)、功率谱密度(PSD)以及系统辨识(System Identification)等数据处理方法进行处理,对处理结果进行分析和验证。本文的研究成果对于分析和研究涡轮流量计动态特性具有很好的启发和指导作用,通过对标定数据的处理而获取的动态性能指标,为进一步改善涡轮流量计动态特性的研究打下了基础。
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