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插入式超声涡街流量计的设计与实现

作　者: 方国庆
导　师: 胡泓
学　校: 哈尔滨工业大学
专　业: 机械电子工程
关键词: 卡曼涡街流量计插入式超声式
分类号: TH814
类　型: 硕士论文
年　份: 2010年
下　载: 45次
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内容摘要

涡街流量计自20世纪60年代末问世以来,经过40多年的发展,已经进入通用的流量计行列。国内外都已经开发出系列、规格和品种齐全的产品,其标准化工作现在也在制定。涡街流量计把卡曼涡街与热敏、超声、压电、应变、电容、电磁、光电等检测技术融合在一起,开发出丰富多彩的产品世界。近年来,传感器技术、信号的数字处理技术、通信技术的发展,对涡街流量计的开发起了很大的推动作用。此外,涡街流量计之所以这么受欢迎,其主要原因有以下几点:无运动部件,有良好的线性度;测量范围宽和很强的介质适应性,可用于不同流体的精确计量;它还有具有压力损失小、可靠性高、维护方便;对流体的物性变化不敏感等优点。涡街流量计是测量气体、液体、蒸汽、混合型和腐蚀性流体的理想的流量计。本文的主要内容包括:通过对国内外文献进行分析研究,以及国内外产品的发展状况进行分析,找出公司所需要的发展的涡街流量计;对涡街流量计的原理、涡街发生体以及涡街的探测方式方法进行研究,确定公司所需要的发生体及涡街检测方式,制定公司发展涡街流量计的技术细节。建立插入式涡街流量计数学模型;对所选的涡街流量计进行详细研究,对其进行详细的结构设计;对设计的流量计进行性能测试并进行误差分析。论文主要完成了对插入式涡街流量计的数学建模,建立流量测量数学模型;完成了硬件结构设计以及实验硬件电路设计,制造出插入式超声涡街流量计样品;完成插入式超声涡街流量计进行性能测试,达到了预期的效果。本课题的研究对于公司开发新型的流量计具有良好的工程应用价值;同时,对我国开发小管径插入式涡街流量计具有一定意义。

全文目录

摘要  4-5
Abstract  5-8
第1章绪论  8-15
  1.1 课题背景及研究的目的与意义  8-10
  1.2 国内外研究现状  10-13
    1.2.1 国外研究现状  10-11
    1.2.2 国内研究现状  11-13
  1.3 课题来源和主要研究内容  13-15
    1.3.1 课题来源  13-14
    1.3.2 主要研究内容  14-15
第2章数学建模及确定设计方案  15-29
  2.1 引言  15
  2.2 涡街流量计的数学建模  15-17
  2.3 涡街发生体  17-21
    2.3.1 发生体研究与分析  17-20
    2.3.2 发生体的斯特劳哈尔数  20
    2.3.3 发生体的压力损失分析  20-21
  2.4 涡街检测方式分析  21-26
  2.5 方案确定  26-28
    2.5.1 发生体形状确定  26-27
    2.5.2 涡街检测方式的确定  27-28
  2.6 本章小结  28-29
第3章涡街流量计结构设计  29-42
  3.1 引言  29
  3.2 涡街传感头  29-33
    3.2.1 三角发生体结构设计  29-31
    3.2.2 传感头结构设计  31-33
  3.3 超声换能器  33-40
    3.3.1 超声换能器理论  33-35
    3.3.2 超声换能器结构设计  35-40
  3.4 涡街流量计的总体安装  40-41
  3.5 本章小结  41-42
第4章涡街流量计的性能测试  42-55
  4.1 引言  42
  4.2 超声换能器的性能测试  42-44
  4.3 涡街流量计的测试平台与电路设计  44-48
    4.3.1 测试平台  44-46
    4.3.2 测试电路设计  46-48
  4.4 测试方案及结果  48-54
    4.4.1 涡街流量计的安装设计  48-50
    4.4.2 测试所需要的器材及实验步骤  50-51
    4.4.3 测试结果及分析  51-53
    4.4.4 误差分析  53-54
  4.5 本章小结  54-55
结论  55-56
参考文献  56-60
致谢  60

插入式超声涡街流量计的设计与实现

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