科氏流量计检测技术新方法的研究与开发

摘要

科里奥利质量流量计(Coriolis Mass Flowmeter,以下简称CMF)是一种直接式质量流量测量仪表,由于其优良的性能,已广泛应用于工业生产的各个领域,并且市场需求仍在不断增长,其不仅在质量流量测量领域占据主导地位,而且还会取代许多其它种类的流量仪表,越来越被广泛应用.CMF是一种新型的质量流量计,技术在不断发展与成熟.但是,CMF仍有一些不足,如对中低压气体的质量流量测量而言,其灵敏度太低;零点误差问题一直未能良好解决.因此研究和开发更先进,适用范围更广的CMF具有很大的学术价值和现实意义.论文首先介绍了CMF的优点和应用情况,概括了CMF在国内外的发展和现状,然后分析了CMF存在的一些问题,明确了该论文研究工作的目标.其次,文章对CMF传感器部分进行了论述,给出了传感器系统的工作原理,介绍了相位差信息检测的方法和原理,这也是以后工作的理论基础.然后,介绍了整个系统的组成结构及有关设计,并重点论述现有的CMF传感检测管部分所存在的灵敏度不高的问题.在对传感检测管部分进行分析的基础上,提出了提高CMF测量灵敏度的实现方法,即用弹性检测管取代长久沿用的刚性测量管,以探索利用这种新的CMF检测方法解决低压气体质量流量测量的难题.论文讨论了这种新技术思路的CMF实验系统的设计与研制.根据CMF振动信号检测与处理的要求,给出了几种检测方法.重点讨论了信号处理电路,对电路设计进行了仿真并给出了仿真结果.该论文研究工作完成了基本的机械振动检测管及信号检测电路之后,进行了实际的低压气体质量流量测量的初步试验,论文分析与讨论了试验现象与结果,完成了实验系统低压气体质量流量检测下限这一重要参数的求解与估算.检测下限良好的结果,验证了该论文工作所提出的高灵敏度弹性管检测方法的技术思路是正确、可行的,为下一步这种新型的CMF技术的研究与开发提供了极有价值的参考.论文最后,提出了下一步研究开发CMF的一些建议.

目录

文摘

英文文摘

1概述

1.1引言

1.2 CMF的优点及其广泛的应用

1.3国内外CMF技术发展现状

1.4 CMF的一些问题

1.5本课题的研究任务

1.6 CMF系统整机结构

2CMF传感器系统基本理论

2.1科氏力流量测量技术的基本原理

2.2 CMF的分类

2.3 U型检测管CMF的传感器

3相位差测量的原理和方法

3.1相差测量方法

3.2过零鉴相技术

3.3相位差信息处理技术

4波纹管CMF的设计

4.1波纹管

4.2测量管的设计

4.3信号检测单元的设计

4.4信号预处理电路系统设计

4.5后处理电路及上位机

5实验及结果分析

5.1实验平台

5.2实验目的

5.3实验内容

5.4实验结果分析

5.5总结

结束语

致谢

参考文献

附录Ⅰ作者研究生在读期间发表的论文

附录Ⅱ放大电路和移相电路

附录Ⅲ滤波电路

附录Ⅳ激振和稳幅电路