气液两相流下微弯型科氏质量流量计信号建模.pdf

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1、第３８卷第４期仪器仪表学报Ｖｏｌ３８Ｎｏ４２０１７年４月ＣｈｉｎｅｓｅＪｏｕｒｎａｌｏｆＳｃｉｅｎｔｉｆｉｃＩｎｓｔｒｕｍｅｎｔＡｐｒ．２０１７气液两相流下微弯型科氏质量流量计信号建模张建国，徐科军，方正余，董帅，乐静（合肥工业大学电气与自动化工程学院合肥２３０００９）摘要：相比于普通的Ｕ型和Δ型科氏质量流量计，微弯型科氏质量流量计具有更高的频率和更小的相位差，测量气液两相流时误差更大。为了揭示气液两相流测量误差的特性，针对微弯型科氏质量流量传感器输出信号的实验数据，采用数字过零检测方法提取流量序列。用概率密度分析流量序列的分布规律

2、，再通过相关分析得到流量序列的数学模型，并验证模型的准确性。该数学模型由稳定分量和波动分量组成。稳定分量对应于气液两相流下流量实际测量的均值，其与真实值之间的偏差反映了气液两相流的测量误差；波动分量反映了瞬时流量测量的稳定性。关键词：微弯型科氏质量流量计；气液两相流测量；流量序列；信号建模；测量误差中图分类号：ＴＨ８１４文献标识码：Ａ国家标准学科分类代码：４７０．４０ＳｉｇｎａｌｍｏｄｅｌｉｎｇｆｏｒｍｉｃｒｏｂｅｎｄｔｙｐｅＣｏｒｉｏｌｉｓｍａｓｓｆｌｏｗｍｅｔｅｒｕｎｄｅｒｇａｓｌｉｑｕｉｄｔｗｏｐｈａｓｅｆｌｏｗＺｈａｎｇＪｉ

3、ａｎｇｕｏ，ＸｕＫｅｊｕｎ，ＦａｎｇＺｈｅｎｇｙｕ，ＤｏｎｇＳｈｕａｉ，ＹｕｅＪｉｎｇ（ＳｃｈｏｏｌｏｆＥｌｅｃｔｒｉｃａｌａｎｄＡｕｔｏｍａｔｉｏｎＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，ＨｅｆｅｉＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙｏｆＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，Ａｎｈｕｉ２３０００９，Ｃｈｉｎａ）Ａｂｓｔｒａｃｔ：ＣｏｍｐａｒｅｄｗｉｔｈｏｒｄｉｎａｒｙＵｓｈａｐｅａｎｄΔｓｈａｐｅＣｏｒｉｏｌｉｓｍａｓｓｆｌｏｗｍｅｔｅｒｓ，ｔｈｅｍｉｃｒｏｂｅｎｄｔｙｐｅＣｏｒｉｏｌｉｓｍａｓｓｆｌｏｗｍｅｔｅｒｈａｓｌａｇｅｒｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔｅｒｒｏｒｉｎｍｅａｓｕｒｉ

4、ｎｇｇａｓｌｉｑｕｉｄ（ａｉｒｗａｔｅｒ）ｔｗｏｐｈａｓｅｆｌｏｗｂｅｃａｕｓｅｉｔｈａｓａｈｉｇｈｅｒｎａｔｕｒａｌｆｒｅｑｕｅｎｃｙａｎｄｓｍａｌｌｅｒｐｈａｓｅｄｉｆｆｅｒｅｎｃｅ．Ｔｏｒｅｖｅａｌｔｈｅｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｏｆｇａｓｌｉｑｕｉｄｔｗｏｐｈａｓｅｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔｅｒｒｏｒ，ｔｈｅｆｌｏｗｓｅｑｕｅｎｃｅｉｓｏｂｔａｉｎｅｄｂｙａｄａｐｔｉｎｇａｚｅｒｏｃｒｏｓｓｉｎｇｄｅｔｅｃｔｉｏｎｍｅｔｈｏｄｂａｓｅｄｏｎｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔａｌｄａｔａｏｆｔｈｅｍｉｃｒｏｂｅｎｄｔｙｐｅＣｏｒｉｏｌｉ

5、ｓｍａｓｓｆｌｏｗｍｅｔｅｒ．Ｔｈｅｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎｐａｔｔｅｒｎｏｆｔｈｅｆｌｏｗｓｅｑｕｅｎｃｅｉｓａｎａｌｙｚｅｄｗｉｔｈｔｈｅｐｒｏｂａｂｉｌｉｔｙｄｅｎｓｉｔｙ．Ｔｈｅｍａｔｈｅｍａｔｉｃａｌｍｏｄｅｌｏｆｔｈｅｆｌｏｗｓｅｑｕｅｎｃｅｉｓｂｕｉｌｔｂｙｔｈｅｃｏｒｒｅｌａｔｉｏｎａｎａｌｙｓｉｓａｎｄｉｔｓｖｅｒａｃｉｔｙｉｓｃｏｎｆｉｒｍｅｄ．Ｔｈｅｍａｔｈｅｍａｔｉｃａｌｍｏｄｅｌｃｏｎｓｉｓｔｓｏｆａｓｔａｂｌｅｃｏｍｐｏｎｅｎｔａｎｄａｆｌｕｃｔｕａｔｉｎｇｃｏｍｐｏｎｅｎｔ．Ｔｈｅｓｔａｂｌｅｃｏｍｐｏｎｅｎｔ

6、ｃｏｒｒｅｓｐｏｎｄｓｔｏｔｈｅｍｅａｎｖａｌｕｅｏｆｔｈｅｐｒａｃｔｉｃａｌｆｌｏｗｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔａｎｄｔｈｅｄｉｆｆｅｒｅｎｃｅｂｅｔｗｅｅｎｉｔａｎｄｔｈｅｔｒｕｅｖａｌｕｅｏｆｔｈｅｆｌｏｗｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔｒｅｆｌｅｃｔｓｔｈｅｇａｓｌｉｑｕｉｄｔｗｏｐｈａｓｅｆｌｏｗｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔｅｒｒｏｒｏｆｔｈｅｍｉｃｒｏｂｅｎｄｔｙｐｅＣｏｒｉｏｌｉｓｍａｓｓｆｌｏｗｍｅｔｅｒ．Ｔｈｅｆｌｕｃｔｕａｔｉｎｇｃｏｍｐｏｎｅｎｔｒｅｆｌｅｃｔｓｔｈｅｓｔａｂｉｌｉｔｙｏｆｔｈｅｉｎｓｔａｎｔａｎｅｏｕｓｆｌｏｗｍｅａ

7、ｓｕｒｅｍｅｎｔ．Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｍｉｃｒｏｂｅｎｄｔｙｐｅＣｏｒｉｏｌｉｓｍａｓｓｆｌｏｗｍｅｔｅｒ；ｇａｓｌｉｑｕｉｄｔｗｏｐｈａｓｅｆｌｏｗｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔ；ｆｌｏｗｓｅｑｕｅｎｃｅ；ｓｉｇｎａｌｍｏｄｅｌｉｎｇ；ｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔｅｒｒｏｒ油料装车、食品的批次加工等场合气体混入液体当中，导１引言致气液两相流的发生。为此，国内外学者对大弯管型科氏质量流量计测量气液两相流问题进行了研究。Ｇｙｓｌｉｎｇ［３］科里奥利质量流量计（以下简称科氏质量流量计）Ｄ．Ｌ．提出空气弹性模型来修正气液两相流测量误差。是一种具有广阔应用前

8、景的直接式质量流量测量仪表，但是，该模型是假设气泡较为均匀地混合在连续的液相［１２］同时，可以对密度、频率等物理量进行多参数测量。中，只能表征含气量较小的情况，且文中未给出在线