熱式和浮子流量傳感器關鍵技術研究.pdf

1、熱式氣體質量流量傳感器具有測量范圍寬、壓損小、可靠性高、可測量混合氣體、適用于各種管道和過載無損害等諸多優(yōu)點。浮子流量傳感器具有工作可靠性高、結構簡單、成本低廉、應用面廣等優(yōu)點。因此熱式氣體質量流量傳感器和浮子流量傳感器在工業(yè)計量中有著廣泛的應用。然而當物性參數(shù)發(fā)生變化時，流量傳感器的測量性能必然發(fā)生變化，使得測量結果產生較大誤差。本文主要針對粘度對浮子測量精度的影響以及熱式氣體質量流量傳感器探頭傳熱問題進行了研究。主要完成了以下工作：

2、
　　1、提出了一種新的熱式氣體質量流量傳感器的測量方法-恒流法，根據(jù)傳熱原理分析了恒流法的工作原理,推導了流量計量模型。并分別根據(jù)流體橫掠串并列雙圓管理論和混合對流傳熱理論確定了探頭排列方式、傳感器的測量模型。完成設計并研制成樣機后，利用實驗研究了不同溫度下傳感器探頭的傳熱性能。
　　2、建立了鎧裝探頭的三維傳熱模型?？偨Y了溫度補償公式。并利用實驗驗證了溫度補償?shù)挠行?。分析了誤差產生的原因，提出了減小誤差，提高熱式氣體質

3、量流量傳感器測量性能的措施。
　　3、通過仿真計算研究了粘度對浮子流量傳感器測量精度的影響。利用CFD仿真軟件對DN50孔板浮子流量傳感器和DN80錐管浮子流量傳感器粘度影響進行了仿真研究。通過分析浮子的流動雷諾數(shù)、網(wǎng)格劃分以及對仿真的湍流模型的對比，確立了孔板浮子和錐管浮子流量傳感器的仿真方案和模型。分析了仿真流場，并進行了粘度的實流實驗。實驗驗證了粘度修正的必要性，并通過實驗數(shù)據(jù)與仿真結果的對比，證明了仿真的合理性。利用仿真結

4、果分析了粘度對孔板浮子流量傳感器測量影響的關鍵參數(shù)－射流擴散角和粘度對錐管浮子流量傳感器測量影響的關鍵參數(shù)－回流渦尺寸。并通過提取仿真流場的流速值總結了射流擴散角的經驗公式。
　　4、建立粘度修正的理論模型。利用同心環(huán)空層流理論和附壁射流理論建立了孔板浮子流量傳感器在測量粘性介質時的受力模型。利用回流渦的相關理論以及同心環(huán)空層流理論建立了錐管浮子流量傳感器的粘度修正模型。通過實驗數(shù)據(jù)驗證了粘度修正模型的正確性。此方法突破了傳統(tǒng)粘度