非满管电磁流量计测量方法与实验装置研究

论文摘要

电磁流量计是基于法拉第电磁感应定律制成的一种测量导电性液体体积流量的仪表。因为它测量不受流体的腐蚀性、管中的沿程阻力、流体的温度、密度等因素的影响,所以广泛应用于工业各种场合,如测量泥浆、纸浆、污水、各类化学原料等的体积流量。针对传统的电磁流量计不能测量流体未充满管道时的流体流量,本文提出了一种新的非满管电磁流量计测量结构。电磁流量计主要由电磁流量传感器和转换器组成,本文介绍了传统电磁流量计的结构以及影响电磁流量计测量精度的因素。同时基于电容式传感器的基本原理,设计了非满管电磁流量传感器的流速和液位的测量机构,即是在流量计衬里和测量管之间设置一对圆弧形电极片作为液位信号的测量电极,利用电容式传感器的基本原理,在两电极上得到反映液位高度变化的电容信号,通过控制系统分析计算得到非满管流体流量值,同时设计简易实验装置为后面验证本结构的可行性打下基础。本文从电磁流量传感器励磁系统方面对电磁流量计进行了研究。利用有限元软件ANSYS建立了电磁流量传感器电路—磁场耦合的二维有限元模型,对励磁系统进行了电磁场分析。本文从结构、信号处理以及励磁系统等多个方面对非满管电磁流量计进行了理论研究,同时设计了非满管电磁流量计实验装置,对非满管电磁流量计的研究有一定的指导意义。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 致谢
• 第一章 绪论
• 1.1 引言
• 1.2 流量测量基本理论
• 1.2.1 流量基本概念
• 1.2.2 流量测量相关参数
• 1.2.3 流量计分类
• 1.3 本课题研究的主要内容和研究现状
• 1.3.1 本课题研究的主要内容
• 1.3.2 本课题的研究现状
• 第二章 电磁流量计概述
• 2.1 电磁流量计的工作原理
• 2.2 电磁流量计的基本结构及分类
• 2.2.1 电磁流量传感器
• 2.2.2 电磁流量转换器
• 2.2.3 电磁流量计分类
• 2.3 影响电磁流量计测量精度的因素
• 2.4 电磁流量计的发展和研究现状
• 2.5 本章小结
• 第三章 非满管电磁流量计测量方法
• 3.1 非满管电磁流量计的结构设计
• 3.1.1 非满管电磁流量计的测量原理
• 3.1.2 非满管电磁流量传感器流速测量机构
• 3.1.3 非满管电磁流量传感器液位测量机构
• 3.2 非满管电磁流量计原理
• 3.2.1 非满管电磁流量计测量原理
• 3.2.2 非满管电磁流量计工作原理
• 3.3 信号转换电路的构成
• 3.3.1 励磁电路参数确定
• 3.3.2 信号处理电路
• 3.3.3 激励电压电路
• 3.4 本章小结
• 第四章 励磁系统研究
• 4.1 电磁场有限元基本理论及方法
• 4.1.1 电磁场有限元基本理论
• 4.1.2 电磁场有限元方法
• 4.2 励磁系统的电磁场有限元分析
• 4.2.1 创建2-D 谐波磁场的物理环境
• 4.2.2 传感器模型的建立
• 4.2.3 有限元模型的建立
• 4.2.4 线圈自由度和场域电路的耦合
• 4.2.5 施加激励和边界条件并求解
• 4.3 本章小结
• 第五章 非满管电磁测量的实验装置研究
• 5.1 实验装置总体设计
• 5.1.1 实验装置介绍
• 5.1.2 实验原理
• 5.2 非满管电磁测量装置设计
• 5.2.1 非满管电磁流量传感器
• 5.2.2 非满管电磁流量转换器
• 5.3 本章小结
• 第六章 总结与展望
• 6.1 工作总结
• 6.2 论文的创新点
• 6.3 工作展望
• 参考文献
• 硕士期间发表论文