涡轮流量计动态特性研究

动态流量测量迄今为止一直是液压测试的一个难题.其原因在于:首先难以获得很的脉动或阶跃流量激励,因此无法的标定流量计的动态特性;其次目前的各类测流计都存在各自的缺陷,难以达到动态流量测量要求的性能指标.随着液压技术尤其是电液控制技术的发展,实时、的获得液压系统的瞬时流量越来越具有重要意义.解决动态流量测量问题有三种途径:一是发现流量测量新原理;二是在现有流体力学原理上发明新型流量计;三是对现有流量计进行技术改造来提高其性能指标.其中第三种zui为简便,成功后经济效益*.涡轮流量计是应用zui广泛的一种流量计,目前主要用于稳态流量测量.该论文对涡轮流量计动态特性进行研究,并探讨将涡轮流量计用于动态流量测量的改进途径.运用流体动量矩原理和JERRY.GREY的方法都可以求得涡轮在流体中受到的推动力矩,后者计算结果更为准确;在考虑的涡轮在流体中受到的各种阻力矩后,论文中建立了涡轮流量变送器的动态数学模型.利用经典控制理论,可以对该模型进行分析,当流量足够大时,可以忽略各种阻力矩的影响,得到在阶跃速度激励下的涡轮流量变送器的理论动态响应时间常数,计算表明流体中的涡轮在流量变化时的动态响应很快,限制涡轮流量计测量动态流量的不是涡轮的转动惯量.涡轮流量计的流量积算由二次仪表完成,传统流量积算仪价格昂贵,动态响应缓慢,无法记录变送器输出信号的实量变化情况.该论文应用虚拟仪器软件LabVIEW结合数据采集卡代替流量积算仪,标定了实验用节流流量计的流量系数C<,d>,并对涡轮流量计的动态特性进行研究.实验结果表明,这种方法可以大大提高应用涡轮流量计测量流量的稳态性能指标;另外验正了限制涡轮流量计用于动态流量测量不是涡轮的转动惯量,而是检测涡轮转速的电磁转换器的原理.如果能够将光栅、激光干涉仪等*的角速度检测方法应用到涡轮流量计的转速-脉冲电压转换中,预期将可以利用涡轮流量计实现动态流量测量.

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