水泥泥浆流量计的原理及传(chuán)感器线性度评定
点击次数:1870 发布时间:2021-01-17 06:31:27
近年来,随着流量计量行业的发展,泥浆流量计(jì)以其无可动(dòng)部件、无压力损(sǔn)失、测量量程范围(wéi)宽(kuān)等优点应用与各(gè)种场合,而在使(shǐ)用过程中遇到的一个难题就是如(rú)何提高大口径大流量计量的准(zhǔn)确度。如(rú)果使(shǐ)用管道式(shì)泥(ní)浆流量计测量(liàng)大口径管道流量(liàng),则其体积大、加工成本高并且标(biāo)定(dìng)和安(ān)装(zhuāng)维(wéi)修都十分困难,给(gěi)工程(chéng)应用带来很多不便。所以在这种情况下(xià),一般用水(shuǐ)泥泥浆流量计代替管道式泥浆流量计用于(yú)测量大口径管道的流量。
但是水泥泥浆流量计会产生(shēng)非线性(xìng)现(xiàn)象,影响测量(liàng)的准确性。现在很多(duō)学者解决这个问题(tí)多采用的是多段非线性补偿方法(fǎ),把真个量(liàng)程范围里(lǐ)面的流量分成多个流量段,再分(fèn)别求解出不同阶段的流量系数,从而可以得出各个(gè)阶段的流量值。但是这种方法使用起来比较复杂,且精度也受到了限制。所以本文从泥浆流量计自身结构处罚,找出产生非线性现象的原因,从源头上找出提高水(shuǐ)泥泥浆流量计线性度的方法。
水泥泥(ní)浆(jiāng)流量计工作(zuò)原理
水泥泥浆流量计测量原理(lǐ)是基于法拉*电磁(cí)感应定律E=BLv,其中,E为两电*之间产生的感应电动势,B为磁感应强度,L为切割磁感应线的有效长度,v为平(píng)均流速,流质为导电介质(zhì),原理如图1所示。

并且(1)式经变换可表示为(wéi)

当B和L都为常数(shù)时,只要测得感应电动势E就可以得到平均流速v,因被测管道的横截面积已知(zhī),这样就可以很容易求得某导电流质的体积流量。

其中(zhōng),D为被测管道内径Qv为体积流量。
由(3)式可知,当插入管道结构一定时,体积流量Qv与(yǔ)比值(zhí)E/B成正比,而与流体的(de)温度、密度、管内压力(lì)等无关。当磁感应强度B为常数时,体积流量Qv与感应电动势E成正比,即体积流量与感应(yīng)电(diàn)动势之间(jiān)是完全(quán)呈线性关系的。
传感器线性度(dù)评定
线(xiàn)性度是(shì)传感器的主要静态性能指标之一,其定义为测(cè)试系统的输出和(hé)输入系统(tǒng)能否想理想系统那天保持正常值比例关系(线性关系)的一种度量。线性度反(fǎn)应了校准曲线与某一规定直线一致的程度,词(cí)规定直线即为按(àn)一定方法确定(dìng)的理想直线。线性度又称(chēng)为非线(xiàn)性度,参考GB/T18459-2001《传感器主要静态性能指(zhǐ)标计算(suàn)方法(fǎ)》中的线性度定义:正、反行(háng)程实际平均特性曲线相对于参比直线(拟合直线)的*大偏差,用满量程输出的百分(fèn)比来表(biǎo)示。这一指标(biāo)通常以线性误差表示

本(běn)文采用*小二(èr)乘法进行(háng)线(xiàn)性(xìng)度(dù)评定,即(jí)拟合直线为*小二乘直线。*小二乘直线保证了传感器至*输出的平(píng)均值(zhí)对它的偏差的平方和(hé)为*小,即可以保证拟合直(zhí)线得到的结果与实测结果之间的偏差很(hěn)小,更具可靠性(xìng)。根据定义,线性度即是校准曲线对这条*小二乘拟合直线(xiàn)的偏离程度。
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但是水泥泥浆流量计会产生(shēng)非线性(xìng)现(xiàn)象,影响测量(liàng)的准确性。现在很多(duō)学者解决这个问题(tí)多采用的是多段非线性补偿方法(fǎ),把真个量(liàng)程范围里(lǐ)面的流量分成多个流量段,再分(fèn)别求解出不同阶段的流量系数,从而可以得出各个(gè)阶段的流量值。但是这种方法使用起来比较复杂,且精度也受到了限制。所以本文从泥浆流量计自身结构处罚,找出产生非线性现象的原因,从源头上找出提高水(shuǐ)泥泥浆流量计线性度的方法。
水泥泥(ní)浆(jiāng)流量计工作(zuò)原理
水泥泥浆流量计测量原理(lǐ)是基于法拉*电磁(cí)感应定律E=BLv,其中,E为两电*之间产生的感应电动势,B为磁感应强度,L为切割磁感应线的有效长度,v为平(píng)均流速,流质为导电介质(zhì),原理如图1所示。

并且(1)式经变换可表示为(wéi)

当B和L都为常数(shù)时,只要测得感应电动势E就可以得到平均流速v,因被测管道的横截面积已知(zhī),这样就可以很容易求得某导电流质的体积流量。

其中(zhōng),D为被测管道内径Qv为体积流量。
由(3)式可知,当插入管道结构一定时,体积流量Qv与(yǔ)比值(zhí)E/B成正比,而与流体的(de)温度、密度、管内压力(lì)等无关。当磁感应强度B为常数时,体积流量Qv与感应电动势E成正比,即体积流量与感应(yīng)电(diàn)动势之间(jiān)是完全(quán)呈线性关系的。
传感器线性度(dù)评定
线(xiàn)性度是(shì)传感器的主要静态性能指标之一,其定义为测(cè)试系统的输出和(hé)输入系统(tǒng)能否想理想系统那天保持正常值比例关系(线性关系)的一种度量。线性度反(fǎn)应了校准曲线与某一规定直线一致的程度,词(cí)规定直线即为按(àn)一定方法确定(dìng)的理想直线。线性度又称(chēng)为非线(xiàn)性度,参考GB/T18459-2001《传感器主要静态性能指(zhǐ)标计算(suàn)方法(fǎ)》中的线性度定义:正、反行(háng)程实际平均特性曲线相对于参比直线(拟合直线)的*大偏差,用满量程输出的百分(fèn)比来表(biǎo)示。这一指标(biāo)通常以线性误差表示

本(běn)文采用*小二(èr)乘法进行(háng)线(xiàn)性(xìng)度(dù)评定,即(jí)拟合直线为*小二乘直线。*小二乘直线保证了传感器至*输出的平(píng)均值(zhí)对它的偏差的平方和(hé)为*小,即可以保证拟合直(zhí)线得到的结果与实测结果之间的偏差很(hěn)小,更具可靠性(xìng)。根据定义,线性度即是校准曲线对这条*小二乘拟合直线(xiàn)的偏离程度。
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