基于谐振频率的单直管科氏流量计测量管污垢在线检测方法

为保证科氏流量计正常工作,必须定期检测测量管内是否存在污垢。针对目前单直管科氏流量计测量管污垢检测均采用离线检定方式,无法实时监测科氏流量计工作状态的问题,基于振动梁理论,建立了单直管科氏流量计测量管的力学模型,分析了流体流速及污垢对测量管谐振频率的影响规律,提出了一种基于谐振频率的单直管科氏流量计测量管污垢在线检测方法,并利用ANSYS进行了仿真验证。仿真结果表明,该方法可有效实现对单直管科氏流量计测量管污垢的在线检测。     

基于谐振频率的U形管科氏流量计测量管污垢在线检测方法

为保证科氏流量计正常工作,必须定期检测测量管内是否存在污垢。目前,U形管科氏流量计测量管污垢的检测采用离线检定方式,无法实时监测科氏流量计的工作状态。针对这一问题,利用ANSYS仿真分析U形管科氏流量计测量管污垢分布模型,并在此基础之上,对U形管科氏流量计测量管进行力学建模分析,得出污垢及流体流速对测量管谐振频率的影响规律,提出了一种基于谐振频率的科氏流量计测量管污垢在线检测方法。仿真和实验结果表明:该方法可有效实现对U形管科氏流量计测量管污垢的在线检测。     

基于密度变化的科氏流量计测量管磨损在线检测方法

科氏流量计测量管的冲刷磨损是一种非常普遍的现象,可影响流量计精度和使用寿命。为保证科氏流量计的正常工作,必须定期或在线检测测量管内是否存在磨损。目前科氏流量计测量管的磨损检测均采用离线方式,无法实时监测科氏流量计的工作状态。该文分析了磨损对科氏流量计密度测量的影响,提出了一种基于密度变化的科氏流量计测量管磨损在线检测方法,并利用ANSYS进行了仿真验证。仿真结果表明,该方法可以有效地实现对单直管科氏流量计测量管磨损的在线检测。     

科氏流量计振动管污垢检测技术研究现状与发展趋势

科氏流量计振动管污垢的存在是一种非常普遍的现象,不但会影响科氏质量流量计的测量精度,造成严重的经济损失,甚至还会堵塞流道而引发停机故障。该文归纳了目前国内外管道污垢检测技术,以及各种污垢检测技术的原理及优缺点,重点阐述了科氏流量计振动管污垢检测技术的研究现状,展望了科氏流量计振动管污垢检测技术未来的发展趋势。     

考虑剪切影响的直管科氏流量计固液耦合振动分析

基于Hamilton原理,使用有限元法推导了考虑剪切变形的直管科氏流量计的固液耦合振动方程.利用ANSYS有限元软件的Matrix27自定义单元实现了不同约束条件的直管流量计测量管的固有频率及临界流速的分析,并讨论了两种不同液体对管道固有频率的影响.计算结果及分析结论对直管科式流量计的设计与选型具有指导作用.     

流体脉动对直管科氏流量计测量性能的影响分析

以直管科里奥利质量流量计为研究对象,给出被测流体脉动时测量管的振动微分方程,讨论了方程的求解过程.解的结果显示在脉动流作用下,科氏质量流量计测量管振动位移中叠加了脉动频率成分.并分析了流体脉动频率为一些特定值时,对科氏流量计的测量性能的影响,得出了与实验结果基本上一致的结论.     

U型科氏质量流量计的灵敏度特性与结构参数关系分析

建立了U型科氏质量流量计的力学模型，研究了其灵敏度系数的计算方法并导出了灵敏度系数计算公式，为U型科氏质量流量计提供了设计依据。     

科氏质量流量计灵敏度温度补偿方法研究

科氏质量流量传感器(Coriolis Mass Flowmeter,简称CMF)是高精度直接敏感流体质量流量的多参数测量仪表,精度高,重复性好。随着质量流量计的广泛应用,用户逐渐开始关注外界因素产生的测量误差,其中流体温度对测量精度的影响是用户关注的主要误差之一。本文从科氏质量流量计的敏感机理出发,建立流量计的灵敏度模型,并依据材料的弹性模量随温度变化的模型,建立了流量计的灵敏度和温度的补偿模型。改造现有的静态称重法质量流量计标定装置,对建模的流量计进行精度与流体温度的实验研究。理论与实验结果表明:科氏质量流量计随着流体温度的升高,将产生正向的测量误差,误差与温度的关系为二次曲线关系,在特定的温度范围内,可以简化为直线关系;利用论文研究的温度补偿模型,流量计从未补偿时的温度与精度关系+0.05347%/℃降低为补偿后的-0.00625%/℃,补偿效果显著。     

科氏流量计应用于气液两相流测量的实验研究

以空气-水为介质,对科氏流量计应用于气液两相流双参数测量进行了实验研究.实验过程中保持液相流量一定,通过加入不同体积分数的空气来分析含气率对科氏流量计测量精度的影响,采用Weisman垂直上升管气液两相流流型图与实验数据进行了比较.结合实验结果,初步归纳出含气量、流型和科氏流量计测量精度之间的关系,总结出液相中含气影响科氏流量计测量精度的主要因素及其影响规律,为进一步研究科氏流量计气液两相流测量误差修正提供了一种技术方法.     

采用科里奥利质量流量计的流体粘度测量方法及影响因素研究

对流体在科里奥利质量流量计(以下简称科氏流量计)内的扭转运动状况进行了分析,得到运动速度与粘度的关系.通过对弯曲振动运动进行分析,结合流体运动及内摩擦力耗能情况,提出了一种新的粘度检测方法,导出了流体动力粘度与科氏流量计振动参数的关系,通过实验验证了方法的正确性.分析了影响粘度测量精度的部分因素.该方法简单、实用,拓展了科氏流量计的应用领域.     

Motion induced signals of Coriolis flowmeters

Rotation induced Coriolis flowmeter output was observed in a robotic fluid dispensing test. This motion sensitivity of Coriolis flowmeters was confirmed to be universal for various noninertial reference frames. It was also confirmed that this motion sensitivity is a general aspect of many Coriolis flowmeter types. Qualitative tests revealed that the motion induced signals appear to be proportional to frame rotation rate and are strongly dependent on the flow tube oscillation velocity vectors.     

U形管科里奥利质量流量计的灵敏度研究

根据U形管科里奥利质量流量计的信号产生特点,提出了一种时间差推算理论.将科氏力的动态响应过程转化为静态力学状态,并创新地运用超静定结构中的变形比较法求解出U形振动管两侧在科氏力的作用下产生的时间差,清晰地建立了灵敏度与振动管关键尺寸之间的关系.首次将振动管的扭转刚度引入时间差的计算,因此,较之传统的简化算法,该方法具有更高的精度和普适性,同时,也为其他管型的科里奥利质量流量计设计提供了理论基础.     

Numerical analysis of installation effects in Coriolis flowmeters: Single and twin tube configurations

A fully coupled, partitioned, numerical model that accounts for fluid–structure interaction is applied for a study of the installation effects of Coriolis flowmeters. The modeled configurations include a single straight-tube full-bore flowmeter and two different twin tube flowmeters with straight and U-shaped measuring tubes. Three different flow disturbance elements positioned upstream of the flowmeter are considered in the study, as well as two different types of flow splitters in the case of the twin tube configurations. The installation effects are estimated by comparing the mass-flow sensitivities under the disturbed and fully developed flow conditions at the inlet of the flowmeter. For the modeled twin tube flowmeters they are found to be of the order of one-tenth of a per cent. These relatively small values of the installation effects are related to the presence of flow splitters and to the averaging of the motion of both measuring tubes in the twin tube configurations. Similarly, averaging the response from two sensor pairs instead of only a single sensor pair reduces the circumferential variations and the peak values of the installation effects for asymmetric flows in the single straight-tube flowmeter.     

Single straight-tube Coriolis mass flowmeter

The single straight-tube Coriolis mass flowmeter is modelled using the theory of vibrating beams, taking into account the effects of the added masses of the electromagnetic drive and detectors. Many experiments are conducted to assess the performance of an experimental flowmeter. Additionally, the influences of fluid temperature and external vibrations on the sensitivity of the flowmeter are identified.     

科里奥利质量流量计传感器零点模型研究及应用

科里奥利质量流量计以其直接测量质量流量的特点,成为近年来发展最为迅速的流量仪表之一,已经成为贸易结算的首选计量器具。虽然科里奥利质量流量计的测量精度很高,但是其存在零点漂移的缺陷,降低了仪表的长期稳定性。本文以典型的U型振动管传感器为例,基于振动管的幅频和相频特性,分析了传感器的各阶模态对于工作频率的响应,以此建立了传感器的初始相位模型。通过样机实验证明,该理论模型在应用于薄壁振动管时具有较高的计算精度和适用性,并将科里奥利质量流量计在低温介质测量中的测量误差降低到±0.3%以内,也为抑制科里奥利质量流量计零点漂移提供了理论依据。     

科氏质量流量计振动幅值的仿人智能控制方法

测量管振动的稳定性、可靠性是科氏质量流量计实现精确计量的基础。针对科氏质量流量计振动幅值控制问题,设计了一种仿人智能控制方法,将科氏质量流量计测量管振动分为起振稳幅和干扰抑制两个阶段,根据幅值偏差及偏差变化率分别划分出5种和3种不同的特征状态,构建特征状态集;对于不同的特征状态,分别设计相应控制模态,构建控制模态集,同时设计启发式搜索和直觉推理规则集。控制过程中,先根据偏差及偏差变化率辨识出当前振动状态,依据推理规则集选择相应的控制模态进行振动控制。实验结果表明,所提方法可以实现科氏质量流量计快速起振,且振幅稳定,验证了方法优越性和工程实用性。     

Calculation of the sensitivity of a straight tube Coriolis mass flowmeter with free ends

The weight vector theory for Coriolis mass flowmeters is applied to a simple theoretical meter configuration consisting of a single unsupported straight tube unattached to adjacent piping. The tube has free ends and vibrates in the fundamental mode. It is shown how the sensitivity of this meter depends in part on the interaction of the flow velocity profile with fluid vibrations occurring near the tube ends. This end effect is negative i.e. the meter reads lower than would be expected if end effects were ignored. On account of the end effect there is a predicted variation in sensitivity with Reynolds number (of the order 1% in a tube 25 diameters long) and this can be minimised by a certain choice of the sensor positions.