刘文
- 作品数：14 被引量：52H指数：5
- 供职机构：合肥工业大学电气与自动化工程学院更多>>
- 发文基金：国家自然科学基金更多>>
- 相关领域：机械工程一般工业技术自动化与计算机技术电子电信更多>>
- 科氏质量流量计差分驱动方式研究与实验被引量：5
- 2017年
- 在气液两相流发生时,基于单端驱动方式的科氏质量流量变送器的驱动能量不足,从而导致流量管的振动幅值很低,流量计测量误差大,甚至无法正常工作。为此,分析单端驱动方式下变送器的驱动能力和可以提升的空间。提出差分驱动方式,增强驱动能量,且满足本质安全的要求。研制实现电路,应用于科氏质量流量变送器,分别进行气液两相流下驱动能量的对比实验和单相水流量标定实验。实验结果表明,差分驱动方式在相同流量和含气量情况下,使流量管的振动幅值几乎提升1倍;在单相水流量情况下,测量精度依然可以达到0.1级,稳定性好。
- 方正余徐科军张建国刘铮刘文乐静
- 关键词：科氏质量流量计气液两相流
- 科氏流量计幅值控制中两类关键参数的确定被引量：11
- 2018年
- 为了实现科氏质量流量计的数字驱动,需设计有效的幅值控制方法以控制流量管的振幅。为此,建立被控对象的数学模型,提出两类关键参数的确定方法,包括对数误差底数和不同流量管的比例积分(PI)参数。其中,利用有限长度的正弦波激励流量管,建立流量管振动系统的二阶数学模型。它在稳态下相当于一个固有增益,这为PI参数的整定提供了基准。根据期望值的不同,选取不同底的对数误差作为后续控制器的输入,以满足对动态特性和稳态特性的要求。采用PI控制器控制幅值,以幅值闭环系统的增益预设PI参数,再根据实际的动态效果和稳态效果确定最终参数。控制不同的流量管时,根据它们的稳态特性按比例关系调节PI参数。
- 刘文徐科军乐静方正余张建国徐浩然张伦
- 关键词：科氏质量流量计PI参数
- 基于驱动特性图法的科氏流量计模拟驱动设计被引量：4
- 2020年
- 传感器的稳幅振动是科氏质量流量计工作的前提。当被测液体流量中含有气体时,传感器的振动阻尼增大,需要的驱动能量增加。而已有模拟驱动无法及时提供所需能量,致使传感器停振。为此,绘制已有模拟驱动的驱动特性曲线,分析其存在的问题,进而推导新型模拟驱动的驱动特性曲线,设计出能同时工作于单相流和气液两相流下的新型模拟驱动电路。在持续气液两相流和单相流-气液两相流切换下,进行了已有模拟驱动和新型模拟驱动的对比实验。结果表明:新型模拟驱动的驱动稳定性和快速性均优于已有模拟驱动。
- 徐浩然徐科军张伦刘文乐静黄雅刘陈慈
- 关键词：计量学科氏质量流量计模拟驱动气液两相流
- 数字信号处理技术在科氏质量流量计中的应用被引量：10
- 2017年
- 科氏质量流量计是目前应用范围最广、发展速度最快的流量计之一。数字信号处理技术是科氏质量流量计的核心技术,直接决定其测量精度、测量稳定性等性能指标;而流量传感器输出信号的数学模型是信号处理的依据和基础。国内外学者提出了多种信号处理方法,但是,没有根据不同的信号模型和不同的应用场合对各种信号处理方法进行比较和评价。为此,根据不同数字信号处理方法的特征量提取原理,分析了其具有的优缺点。针对科氏质量流量计单相流、批料流与气液两相流测量这3种典型应用场合中存在的关键技术问题,依据随机游动信号模型、突变信号模型和自回归滑动平均(ARMA)信号模型,分别从计算精度、响应速度、收敛性、抗干扰能力和对参数变化的敏感度等方面,对不同信号处理方法进行考核和对比,确定了3种典型应用场合下,解决关键技术问题,性能最佳的数字信号处理方法。
- 张建国徐科军方正余乐静刘文
- 关键词：科氏质量流量计
- 基于特性图分析的科氏质量流量计模拟驱动研究被引量：3
- 2021年
- 针对模拟驱动流量管易停振、启振慢等问题,利用特性图法,分析了经典模拟驱动的驱动特性,并对两种典型的模拟驱动改进方法进行了研究,提出一种改进的差分驱动。研制4种模拟驱动的实现电路,进行了气液两相流驱动实验和启振实验。实验结果表明,新型模拟驱动的驱动信号幅值更稳定,启振更快;差分驱动显著提高了驱动能量;与经典模拟驱动相比,改进的差分驱动的驱动信号和传感器信号幅值分别提高了4.2倍、3.8倍,驱动信号幅值的标准差仅为0.08,启振时间减少至2.3 s。
- 黄雅徐科军刘陈慈刘文乐静徐浩然张伦
- 关键词：计量学气液两相流科氏质量流量计模拟驱动
- 科氏质量流量计测量含气液体流量关键技术综述被引量：10
- 2021年
- 含气液体流量测量是科氏质量流量计面临的测量难题,对科氏质量流量计的驱动技术、信号处理技术都提出更高的要求。从驱动、信号处理、误差修正这3大核心技术出发对科氏质量流量计测量含气液体流量进行综述,分析含气液体流量下,驱动、信号处理以及误差修正技术的难点,并针对难点总结出含气液体流量下最佳的驱动技术、信号处理技术和误差修正技术。分析含气液体流量科氏质量流量计原始测量误差大的原因以及采用修正方法修正后的测量精度依旧无法达到单相流测量精度0.1级的原因,为提高科氏质量流量计测量含气液体流量的准确度提供参考。
- 徐浩然徐科军张伦刘文乐静黄雅刘陈慈
- 关键词：计量学科氏质量流量计驱动技术信号处理
- 抗谐波干扰的偏π/3同步相量相角测量算法被引量：2
- 2019年
- 传统离散傅里叶变换(DFT)算法在测量同步相量相角时会由于非同步采样产生测量误差,且在谐波干扰下测量精度较低。为此,分析DFT算法产生的误差,提出一种偏π/3同步相量相角测量算法。算法构建与当前相量相位相差±π/3的2个虚拟相量,将当前相量与虚拟相量进行算术运算得到合成相量,通过计算合成相量相角来计算当前相量相角。该算法利用相量之间的平衡关系大幅度地减小了动态误差,并且具有较强的抗谐波干扰能力。数值实验结果表明,该算法在谐波干扰下具有较高的测量精度,同时,响应速度也满足电网对实时性的要求。
- 张伦徐科军徐浩然乐静刘文刘陈慈
- 基于FPGA的科氏质量流量计数字驱动系统设计被引量：1
- 2019年
- 气液两相流工况下,科氏质量流量计流量管固有频率变化剧烈,需要驱动信号快速跟踪速度传感器信号。针对这种情况,设计了基于现场可编程门阵列(FPGA)的科氏质量流量计数字驱动系统,包括电路部分和程序部分。电路部分由信号调理电路、数字驱动电路等组成。程序部分使用硬件描述语言(Verilog HDL)编写,执行数据通信、无限冲击响应(IIR)数字滤波和计算驱动参数等。在单相流工况下,对基于FPGA驱动系统的变送器进行了水流量标定试验。试验结果表明:相对误差小于0.1%,重复性优于0.05%。在气液两相流工况下,将基于FPGA的数字驱动与基于数字信号处理器(DSP)的数字驱动的驱动效果进行对比。对比结果表明:FPGA驱动的驱动效果优于DSP驱动的效果。
- 刘文徐科军乐静徐浩然张伦黄雅刘陈慈
- 关键词：科氏质量流量计现场可编程门阵列频率跟踪气液两相流
- 面向不同应用的两种科氏质量流量计信号处理方法被引量：5
- 2018年
- 为了在实际应用中最大限度地提高科氏质量流量计的测量性能,对实际应用中效果较好的两种信号处理方法进行性能比较研究。首先分析其测量原理,然后结合不同类型的科氏质量流量管、不同的驱动方法和不同的测量需求,对这两种信号处理方法从测量精度、运算量、资源占用、动态响应速度和实际中与不同驱动方法配合等方面进行分析和对比。进行不同应用场合下的实验,实验结果表明,离散时间傅里叶变换(DTFT)算法适合配频率不高(~100 Hz)的大弯管型流量管进行平稳单相流测量;适合响应速度要求较高的批料流测量场合。过零检测算法适合配频率高(>200 Hz)的微弯型流量管进行平稳单相流测量;适合气液两相流的测量场合。
- 乐静徐科军刘文张建国方正余徐浩然张伦
- 关键词：信号处理方法科氏质量流量计运算量响应速度
- 用于振幅控制的科氏流量管模型的实验识别被引量：3
- 2018年
- 科里奥利质量流量计由一次仪表和二次仪表组成。为使二次仪表更好地控制流量管振动幅值,需知道流量管振动系统的数学模型。采用机理分析与实验研究相结合的方法,建立流量管振动系统的数学模型。首先通过机理分析,构建流量管振动系统的二阶模型框架;再采用有限长度的正弦波激励流量管,根据速度传感器输出的自由衰减振荡信号、稳态下的激励信号幅值和输出信号幅值确定模型参数。建立单相流工况和气液两相流工况下的流量管振动系统数学模型,分析模型的差异,为流量管振动幅值的控制奠定基础。
- 刘文徐科军方正余张建国乐静徐浩然张伦
- 关键词：科氏质量流量计数学模型
