新型推力式流速传感器的测量原理与结构设计研究.pdf

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1、第24卷第1期传感技术学报Vo】．24No．12011年1月CHINESEJOURNALOFSENSORSANDACTUATORSJan．2011ResearchonMeasuringPrincipleandStructureDesignofNewThrustFlowTransducerZHANGXiaoyan，QINJianmin(InstituteofMeasuringandControlling，TaiyuanUniversityofTechnology，Taiyuan030024，China)Abstract：Experimentalapparatusofnewthrustf

2、lowtransducerbasedonthepropertiesofparticlephaseisproposed．Thetractioncable’Spullforcewhichisgivenbythefloatingballinthefluidcanbemeasuredbytheex-perimentalapparatus．Thentheforcesituationsofrigidfloatingballareusedtocalculatefluidthrustonthefloatingbal1．Finally，velocitycanbegottenbyempiricalfor

3、mulabetweenfluidvelocityandfluidthrustonthefloatingbal1．Newthrustflowtransducerissimpleandlowcost．Itcannotonlybeusedformeasuringsurfacevelocityofrivers，waterchannels，lakesandoceans，butalsobeusedforautomaticmeasuringvelocityofwaterincludingfrazilslushwhichisundericesheetofrivers，waterchannels，la

4、kes，andoceansinfreezingconditions．Keywords：flowTransducer；two—phaseflowdynamics；balanceofpower；floatingballEEACC：7320Wdoi：10．3969／j．issn．1004-1699．2011．01．010新型推力式流速传感器的测量原理与结构设计研究米张小彦，秦建敏(太原理工大学测控技术研究所，太原030024)摘要：提出了一种基于颗粒相特性进行流速检测的新型推力式流速传感器的实验装置结构。该流速传感器实验装置通过测量牵引线对置于流体中刚性浮球产生的拉力，再根据刚性浮球在流体

5、中受力情况，计算得到流体对浮球的推力。最终利用推力和流体流速之间的经验公式得到流体流速。新型流速传感器结构简单，成本低，不仅可以测量一般河流、输水渠道、湖泊、海洋的表面水流速，还能够实现在冰冻条件下对河流、输水渠道、湖泊、海洋等冰盖层下含有冰花的水流速度进行自动测量。关键词：流速传感器；二相流动力学；受力平衡；浮球中图分类号：T212．1文献标识码：A文章编号：1004-1699(2011)01-0046-04在水文测验中，流速的测量是一个十分重要的鉴于此种情况本文提出一种通过流体水平推力项目。水文站在掌握水流速度的信息后可以间接得来测量冰下含冰花水流速的传感器及其检测方法，到河道断

6、面的水流量。而水流量又是水库调度中的为解决冰水情监测中冰下含冰花的水流速测量提供一个十分重要的参数，只有知道河道断面水流量才一种新的技术手段。能知道流向下游的总水量，以满足下游用户对水的1流速检测基本原理需求量，同时还能对下游的一些灾害起到预测的作用。另外，水流速度的测量对于研究水流的运动规通过颗粒相的特性实现对流速的自动检测是一律和水流泥沙的相互作用机理具有十分重要的意种新的检测方法，该检测方法是基于两相流动力学义，因而流速测量技术受到人们的高度重视。但是，中颗粒相特性中的流体作用于刚性球体上的阻力理在冬季结冰的情况下测量冰盖下的水流速存在困论来对流体流速进行检测的。流体绕球流动时

7、，球难，首先环境温度较低一般在零下二十度左右，另外体受到的流体推力和流体流速之间有个经验公式，冰下水中含有冰花，而且冰下测流专用仪器很少，无利用此经验公式可以实现对流体流速的检测。论在国内还是国外几乎为空白。假设来流是完全均匀的，则球体在静止流体中项目来源：国家自然科学基金中一俄(NSFC—RFBR)合作项目资助(60811120556)；高等学校博士学科点专项科研基金项目资助(20091402110004)；2009年山西省研究生优秀创新项目资助(200