試論插入式流量傳感器的流速計(jì)法和流量計(jì)法.docx

1、lE仍對(duì)稱，圖6是這人=1,而出現(xiàn)木對(duì)稱的情況。圖6三、堵論從上面的應(yīng)用實(shí)例可見(jiàn),該法用于工業(yè)過(guò)程PID參數(shù)的整定是成功的，而且有如下優(yōu)點(diǎn)：（1）操作使用簡(jiǎn)單，所需調(diào)整的參數(shù)只有和人，這些參數(shù)調(diào)整簡(jiǎn)單直觀，易于掌握,經(jīng)簡(jiǎn)單培訓(xùn)，儀表工人也能使用。（2）在施加Bang-Bang控制信號(hào)時(shí)，可以控制系統(tǒng)輸出的振蕩（不需要的波動(dòng)）幅值在很小的范圍內(nèi),也就是說(shuō)可以保證不影響系統(tǒng)的正常運(yùn)行，而且PID整定好之后,參數(shù)送下去只修正一F原來(lái)的PID參數(shù),對(duì)系統(tǒng)的擾動(dòng)很少。因而可以用于系統(tǒng)投運(yùn)時(shí)的整定，也可用于參數(shù)變化（如大修等原因）后的重新整定，使系統(tǒng)有一定的適應(yīng)功能。如上兩個(gè)優(yōu)點(diǎn)很重要。-般說(shuō)來(lái)，使用最小

2、二乘辨識(shí)基礎(chǔ)上的自校正PID調(diào)節(jié)器算法，口I以達(dá)到更好的控制指標(biāo)。但由于最小二乘辨識(shí)需要確定階次、遺忘因子等參數(shù),這些概念對(duì)不懂現(xiàn)代控制理論的儀表工,甚至-些工程技術(shù)人員，都是很難埋解和掌握的，而且辨識(shí)收斂前一段時(shí)間乂很雄保證系統(tǒng)的正常運(yùn)行，因而到目前為止,自適應(yīng)控制仍沒(méi)能在工業(yè)過(guò)程控制中獲得廣泛的應(yīng)用，這是一個(gè)很重要的原因。這種基于Bang-Bang信號(hào)的PID參數(shù)自動(dòng)整定方法很適合于工業(yè)應(yīng)用。它不僅可以在計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)中，把該軟件加進(jìn)去進(jìn)行自動(dòng)整定，而且也可以把它單獨(dú)做成儀表,用于憨定現(xiàn)在已經(jīng)運(yùn)行的常規(guī)儀表以及集散系統(tǒng)中的P1D調(diào)節(jié)器參數(shù)。參考文獻(xiàn)1 RadkeFandItiermannR

3、AParameter-adaptivePIDcontrollerWithStepwiseParameterOptimizationAutonwtica,1WI7、23（4）2 CameronFandSeborgED.ASelftuningControllerWithaPIDStructure.INTJ.Control.1983,38（2）3 BanyaszCSandKeviczkyLDirectMethodsforS論文叫對(duì)兩種確定插入式流址傳感器儀表常數(shù)的方法作r許多精辟的分析，本文試圖對(duì)此問(wèn)題亦談點(diǎn)看法,如有不當(dāng)之處，請(qǐng)予指正。插入式流域計(jì)并非近年發(fā)明的流量計(jì)，實(shí)際上它早已有之，在1935

4、年一篇著名的孔板流量計(jì)研究論文中就曾記載過(guò)這么一段話:“早期天然氣工業(yè)及發(fā)電廠曾大量用過(guò)皮托管（作者注：它是插入式流量計(jì)最古老的個(gè)品神），但后來(lái)發(fā)現(xiàn)流段測(cè)最精確度不高，且使用困難，然后就開(kāi)始研究孔板流段計(jì)這說(shuō)明在國(guó)外曾嘗試用它解決流域測(cè)鼠問(wèn)題，碰到困難未曾堅(jiān)持深入鉆研即放棄并且至今國(guó)外仍認(rèn)為插入式流墾計(jì)是一類精確度較低的流度計(jì)。1975年在北京舉行英國(guó)工業(yè)展覽會(huì)，首次展出英國(guó)電子流量計(jì)公司(ElectronicFlow-MeterLtd)的插入式渦淪流量計(jì).英國(guó)專家C.Griffiths在技術(shù)座談會(huì)上說(shuō)過(guò):在許多工業(yè)應(yīng)用中，插入式渦淪流量計(jì)比使用更為普遍的差壓流髭計(jì)或滿管式渦輪流詠計(jì)具有更多優(yōu)

5、點(diǎn)，插入式渦輪流抵計(jì)在精確度要求不很高的油，氣分配工業(yè)中，正取得越來(lái)越廣泛的應(yīng)用.其最突出的優(yōu)點(diǎn)為用途廣、成本低。關(guān)于未來(lái)的發(fā)展，現(xiàn)正在努力擴(kuò)大其范圍度和提高測(cè)量精確度,特別是針對(duì)石油化學(xué)工業(yè)及配氣工業(yè)二我國(guó)近年來(lái)因?yàn)榇罂趶搅髯顪y(cè)度深感困難，才大膽起用它，未想到一用效果不錯(cuò)，形成風(fēng)起云涌局面。但是,話又說(shuō)回來(lái),至今插入式流量計(jì)確實(shí)有如下缺點(diǎn)： 儀表特性受流體流動(dòng)特性影響嚴(yán)重，現(xiàn)場(chǎng)常因安裝條件不滿足要求,致使測(cè)量精確度大為下降； 儀表標(biāo)準(zhǔn)化難度大； 儀表測(cè)修精確度普遍較低。這些缺點(diǎn)是人們對(duì)偵表精確度研究得不夠造成的，并非儀表本質(zhì)上的原因。由于插入式流度傳感器測(cè)最頭具有流速計(jì)的特點(diǎn)，它的測(cè)精對(duì)象為

6、矢信，而矢量是比標(biāo)量更難測(cè)量的，因?yàn)槌低馍杏蟹较虻膯?wèn)題。二、流速計(jì)法和流計(jì)法1. 流速計(jì)法插人式渦輪、渦街流宣傳感器確定儀表常數(shù)的流量計(jì)算式：Q岌式中Q體積流fit,m3/sf-一感器的信號(hào)頻率，次/sK傳感器的儀表常數(shù)，次/n?傳感器儀表常數(shù)K的計(jì)算式：式中Ko測(cè)屋頭的儀表常數(shù)，次/ma流速分布系數(shù)B阻塞系數(shù)/宇擾系數(shù)A被測(cè)管道橫截iM枳，2式中各參數(shù)意義如下：流速分布系數(shù)：測(cè)最頭所姓位置測(cè)得的局部流速與管道平均流逢的比值；阻塞系數(shù)：插入測(cè)最頭及其插入裝置后引起管道面枳減小和流速分布畸變等影響的修正系數(shù)；干擾系數(shù)：傳感器所處管段由于前后阻流件之間直管段長(zhǎng)度不足引起的儀表常數(shù)變化的修正系數(shù)

7、。流速計(jì)法是與流量計(jì)法相對(duì)應(yīng)的一種確定插入式流斌傳感器儀表常數(shù)的方法，它把測(cè)量頭作為流逢計(jì)對(duì)待，其特點(diǎn)為測(cè)量頭只反映流速，需把流速和管道橫截面枳以及局部流逢和平均流速等關(guān)系聯(lián)系起來(lái)，通過(guò)計(jì)算求得管道內(nèi)的流鼠。流速計(jì)法發(fā)展歷史悠久，國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)ISO3354JS)3966總結(jié)人們用杯式流速計(jì)和皮托一靜壓管依據(jù)速度面枳法測(cè)量流量的方法，遺憾的是速度面枳法雖能精確地測(cè)得流堡，卻不適于現(xiàn)場(chǎng)日常的應(yīng)用。ISO7145是根據(jù)測(cè)量截面上點(diǎn)流速測(cè)管道流量的方法。該方法較適合實(shí)驗(yàn)室應(yīng)用，現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用時(shí)將遇到極大困難，其困誰(shuí)有三：最小直管段要求太高;在管道軸心處測(cè)量需個(gè)別標(biāo)定以求得平均派速和管道軸心處流速的比值,這并非是

8、所有情況都能辦得到的;測(cè)段頭尺寸的限制，目前工業(yè)上常用的管徑無(wú)法滿足標(biāo)準(zhǔn)的要求。要直接用理論計(jì)算流速計(jì)法的儀表常數(shù)是極其困誰(shuí)的，其難點(diǎn)有：流速計(jì)及其插入桿安裝在管道中流速分布受到干擾，速度分布的畸變難用理論計(jì)算求得，特別是現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用常遇到的非充分發(fā)展管流，其流速分布本身已畸變，再要計(jì)算其干擾，其困難是難以克服的；測(cè)屆頭尺中不可能太小(一般為25、050皿岑)，與管道截面積相比實(shí)際上不能作為點(diǎn)檢測(cè)對(duì)待,置于平均流速處除速度梯度大外尚需務(wù)慮壁的影響,它會(huì)帶來(lái)很大的測(cè)敏誤差。只有在管徑很大的情況下(如管徑為】.5m以上）阻塞及塞壁影響等才可以忽略，其時(shí)測(cè)量頭插于平均流速處，儀表常數(shù)確定就很簡(jiǎn)單了?？墒?/p>

9、，目前工業(yè)上常用的管徑大都為大口徑系列的下限，徑（200-800mm），這時(shí)上述諸影響因素都必須號(hào)慮。根據(jù)國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)所述，過(guò)去15年（指19601975年）對(duì)阻塞影響已作過(guò)較多的研究，而且依據(jù)這些研究已作出某些結(jié)論，結(jié)論并不很嚴(yán)密，因?yàn)榱魉儆?jì)品種很多，從所掌握的知識(shí)者，認(rèn)為誤差與流速成正比，并且可以取正誤差。影響測(cè)玷誤差的主要參數(shù)為支架與測(cè)鼠頭的正投影面枳與管道截面積的比值。流速計(jì)本身內(nèi)部幾何尺寸亦有影響，但影響要小得多。2. 流計(jì)法把測(cè)量頭連同插入桿及測(cè)量頭附近一段管道看成一臺(tái)清管式流量計(jì)（有時(shí)儀表廠產(chǎn)品就帶有此段瓣最管，成為一臺(tái)滿管式流量計(jì)），在流量標(biāo)準(zhǔn)裝置上標(biāo)定求得其儀表常數(shù)。流域計(jì)法的流

10、鼠計(jì)算式如式（】所示。式中傳感器的儀表常數(shù)是直接在流域標(biāo)準(zhǔn)裝置匕標(biāo)定得到的。流仙計(jì)法是一種直觀、簡(jiǎn)便的方法，無(wú)須如流速計(jì)法那樣為求許多傷腦筋的修正系數(shù)而操心。三、流速計(jì)法和流計(jì)法的比較1. 當(dāng)現(xiàn)場(chǎng)使用條件（主要為管道內(nèi)流速分布）與實(shí)驗(yàn)室條件相符合時(shí)流量計(jì)法可以獲得很高的測(cè)最精確度，按照我國(guó)大口徑水流責(zé)標(biāo)準(zhǔn)裝置精確度為士0.2%0.5%,則儀表的測(cè)量精確度可達(dá)土0.5%-1%,這種情況在某些場(chǎng)合是可能存在的,例如大口徑輸水管道。2. 現(xiàn)場(chǎng)使用條件與實(shí)驗(yàn)室條件完全相符訶以說(shuō)并非普遍存在，可能更多的情位為條件有偏離，偏離的原因?yàn)椋褐惫芏伍L(zhǎng)度不足，對(duì)于大口徑管道這是經(jīng)常出現(xiàn)的，阻流件后流場(chǎng)畸變會(huì)使測(cè)量

11、精確度嚴(yán)重下降*管壁糙度變化（現(xiàn)場(chǎng)流體介質(zhì)的枳垢、腐蝕等作用使管壁糙度發(fā)生變化）,而管壁糙度是決定流速分布的主要因素之一，流量計(jì)法盡管蕪須了解流速分布，但流速分布的變化卻會(huì)使流缺計(jì)法標(biāo)定的儀表常數(shù)偏離實(shí)際儀表常數(shù)；管道尺寸及形狀的偏差（現(xiàn)場(chǎng)管道尺寸及形狀由于各種原因很椎精確掌握），其影響有二，一是管道橫截面積計(jì)算與實(shí)際數(shù)值發(fā)生偏差，另一是對(duì)速度分布有影響，該因素的影響所產(chǎn)生的誤差常難估計(jì)，很難控制在千分之幾的數(shù)量級(jí)?？傊?，實(shí)驗(yàn)室標(biāo)定得到的儀表常數(shù)與現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際儀表常數(shù)發(fā)生偏離是難以避免的，作者曾對(duì)數(shù)十臺(tái)現(xiàn)場(chǎng)使用的插入式流量計(jì)作過(guò)調(diào)查，認(rèn)為現(xiàn)場(chǎng)測(cè)微精確度要求到】土2%需在實(shí)驗(yàn)室標(biāo)定的基礎(chǔ)上再作大量I

12、：作才行。3. 流星計(jì)法首先必須解決具備大型流量標(biāo)定設(shè)備的問(wèn)題，這井非大多數(shù)生產(chǎn)廠所能辦到的，其次逐臺(tái)標(biāo)定的昂貴標(biāo)定費(fèi)亦是經(jīng)濟(jì)上難以接受的，實(shí)行逐臺(tái)標(biāo)定將使插入式流居計(jì)的生命力大打折扣。4. 流速計(jì)法確實(shí)尚存在許多難題，各項(xiàng)修正系數(shù)的確定要達(dá)到高精確度需有極豐富的研究試驗(yàn)資料，而目前則尚感不足。目前各項(xiàng)修正系數(shù)的狀況是：速度分布系數(shù)：充分發(fā)展管流的流速分布是流體力學(xué)學(xué)科的一個(gè)專題.目前已積累極豐富的資料，但是遺憾的是流體力學(xué)研究此問(wèn)題的角度與流星計(jì)量不盡相同，要說(shuō)出分布系數(shù)的誤差為多少比較困難，因此流量側(cè)母工作者可借用這些數(shù)據(jù)，但還需針對(duì)自己的問(wèn)題再做H作；阻塞系數(shù)：國(guó)外曾做過(guò)許多工作，國(guó)際標(biāo)

13、準(zhǔn)中亦有記載，但此系數(shù)不好完全借用，因?yàn)樗c傳感器具體結(jié)構(gòu)聯(lián)系在-起，要得到高精確度的數(shù)據(jù)必須自己動(dòng)手，目前國(guó)內(nèi)有關(guān)單位針對(duì)某產(chǎn)品做過(guò)一些工作，作者認(rèn)為在儀表測(cè)量精確度要求不太高時(shí)（如土4%）可以參考國(guó)外發(fā)表的數(shù)據(jù)，較高精確度則需針對(duì)產(chǎn)品進(jìn)行試驗(yàn)求得：干擾系數(shù)：由于現(xiàn)場(chǎng)直管段長(zhǎng)度不足普遍存在，此系數(shù)的獲得意義重大,實(shí)際上不管是流速計(jì)法或流璃計(jì)法都需具備此系數(shù)，目前國(guó)內(nèi)有關(guān)單位曾對(duì)有限類型阻流件進(jìn)行過(guò)試驗(yàn)，由于阻流件類型多樣且復(fù)雜，試驗(yàn)I：作量極大，不可能一蹴而成，只能逐步積累，今后應(yīng)發(fā)動(dòng)全行業(yè)都來(lái)進(jìn)行此項(xiàng)工作。5. 流速計(jì)法的一個(gè)突出優(yōu)點(diǎn)為僅須對(duì)測(cè)量頭的儀表常數(shù)進(jìn)行實(shí)流標(biāo)定，測(cè)最頭標(biāo)定設(shè)備為專

14、門裝置，可以是中小型的,因此無(wú)論裝置建造費(fèi)或H常標(biāo)定費(fèi)都較低廉，采用此校驗(yàn)法后插入式流量計(jì)的生產(chǎn)成本在各種大口徑流量計(jì)中將最為低廉，儀表推廣使用具有強(qiáng)大生命力。6. 流速計(jì)法的主要修正系數(shù)流速分布系數(shù)是流體力學(xué)學(xué)科的一個(gè)專題.隨著流體力學(xué)科學(xué)的進(jìn)展，該系數(shù)不斷在完善著，因此流速計(jì)法的技術(shù)進(jìn)步不僅取決卜流鼠測(cè)量工作者的工作,還與整個(gè)流體力學(xué)科學(xué)發(fā)展聯(lián)系著,它可兼容并蓄，博采眾長(zhǎng)，使自己更臻完善。7. 流速計(jì)法的阻塞系數(shù)應(yīng)該是產(chǎn)品生產(chǎn)廠的任務(wù)，從目前情況看，國(guó)內(nèi)已具備實(shí)驗(yàn)的條件,可以通過(guò)實(shí)驗(yàn)求得,作者認(rèn)為試撿的重點(diǎn)應(yīng)放在大口徑系列下限門徑(0200-8UUnim)。8. 干擾系數(shù)是插入式流最計(jì)所有

15、校驗(yàn)萬(wàn)法所共有的，它是全部修訴系數(shù)中最復(fù)雜的一個(gè)，亦是現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用最迫切需要的一個(gè)系數(shù)，由于現(xiàn)場(chǎng)條件變化萬(wàn)千，要求得全部應(yīng)用條件的干擾系數(shù)是卜可能的,目前應(yīng)集中力檢首先解決最常見(jiàn)的幾種典型阻流件類型的干擾系數(shù)。參考文獻(xiàn)1悔全士，唐懷珠，插入式渦輪流就傳感器的漁速計(jì)法和流V計(jì)法.白成化僅表,I%*),11mBeiderRSTheMowofWatriThroughOnlicet*)hioStateUniversityEngineeringExperimentStationBulletin.1935W，步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的調(diào)頻調(diào)壓驅(qū)動(dòng)電源、華僑大學(xué)潘金火吳金燦主題詞：驅(qū)動(dòng)電源步進(jìn)電動(dòng)機(jī)調(diào)頻調(diào)壓電路一、引言步進(jìn)電

16、動(dòng)機(jī)是數(shù)控系統(tǒng)、工具機(jī)控制、程序控制、自動(dòng)化主題詞：驅(qū)動(dòng)電源步進(jìn)電動(dòng)機(jī)調(diào)頻調(diào)壓電路一、引言步進(jìn)電動(dòng)機(jī)是數(shù)控系統(tǒng)、工具機(jī)控制、程序控制、自動(dòng)化潘企火儀表.以及各類電子計(jì)算機(jī)外圍設(shè)備經(jīng)常使用的控制執(zhí)行元件。其驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的性能及穩(wěn)定性，直接影響設(shè)備的運(yùn)行控制精度和可靠性。良好的驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，光有性能良好的電機(jī)是不夠的，還必須有性能良好的控制脈沖分配器和高質(zhì)量的驅(qū)動(dòng)電路。目前常用的高、低壓供電的脈沖加速法驅(qū)動(dòng)電路，或斬波型驅(qū)動(dòng)電路存在的問(wèn)題是：只注意注入電機(jī)繞組電流，沒(méi)有顧及統(tǒng)組中電流在高頻和低頻時(shí)的差別，因而出現(xiàn)了諸如高頻端出力提高了，但低頻端使電機(jī)主振區(qū)的振蕩加劇，甚至形成失步區(qū)。本設(shè)計(jì)提出的調(diào)頻調(diào)壓驅(qū)動(dòng)電源，使步進(jìn)電動(dòng)機(jī)在低頻運(yùn)行時(shí)用低壓供電，而高頻運(yùn)行時(shí)用高壓供電.隨肴電機(jī)工作頻率變化,自動(dòng)連續(xù)調(diào)壓，這樣既使高頻運(yùn)行出力增加，又能避免低頻運(yùn)行可能產(chǎn)生的振蕩，電機(jī)的矩頻特性曲線變得更為平坦，整個(gè)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)更加完美。二、電路結(jié)構(gòu)及工作原理本步進(jìn)電動(dòng)機(jī)驟動(dòng)系統(tǒng)使用的驅(qū)動(dòng)電源電壓隨電機(jī)控制脈沖傾率變化而變化，為調(diào)撅調(diào)壓直流