質量流量是指單位時間內流過管道橫截面的流體質量,科里奧利質量流量計（Coriolis Mass Flowmeters）,以下簡稱“科氏流量計”^[1],就是一種能夠直接測量質量流量的儀器。由于其測量精度高、穩(wěn)定性好等優(yōu)點,近些年來市場需求日益增加。然而,國內科氏流量計的精度和穩(wěn)定性相比于國外同類產品還有較大差距,提高科氏流量計的性能主要是解決結構設計與相位差檢測兩大難點,本文將圍繞這兩方面開展研究,其中重點是運用流固耦合分析方法對科氏流量計進行結構分析。本課題主要研究內容如下:介紹了科氏流量計模態(tài)分析和雙向流固耦合分析方法。通過模態(tài)分析得到各階固有頻率以及振型,以固有頻率為激振頻率,對科氏流量計采用雙向流固耦合方法分析計算得出相位差。完成不同流速下的流固耦合實驗,驗證雙向流固耦合方法對科氏流量計分析的可靠性。重點是通過模態(tài)分析和雙向流固耦合分析對科氏流量計進行結構性能的研究:分析了不同結構測量管的模態(tài)變化規(guī)律,提出對科氏流量計進行流固耦合模態(tài)分析方法。通過不同管道壓力和不同流體流速的流固耦合模態(tài)分析,總結得出壓力和流速對模態(tài)的影響規(guī)律。針對不同管形的雙向流固耦合計算... 

【文章頁數(shù)】：82 頁

【學位級別】：碩士

【文章目錄】：
中文摘要
英文摘要
1 緒論
    1.1 課題研究背景
    1.2 科氏流量計國內外研究現(xiàn)狀
        1.2.1 國外研究現(xiàn)狀
        1.2.2 國內研究現(xiàn)狀
    1.3 科氏流量計測量原理簡介
        1.3.1 科里奧利力的介紹
        1.3.2 科氏流量計的測量原理
        1.3.3 科氏流量計的結構組成與分類
    1.4 本文研究內容
2 科氏流量計流固耦合分析方法的介紹
    2.1 模態(tài)分析方法的介紹
        2.1.1 模態(tài)分析理論基礎
        2.1.2 科氏流量計的模態(tài)分析方法
    2.2 流固耦合分析方法的介紹
        2.2.1 流固耦合方式
        2.2.2 流固耦合分析實現(xiàn)方案
        2.2.3 科氏流量計的雙向流固耦合分析方法
        2.2.4 流固耦合數(shù)據(jù)的處理以及關鍵問題分析
    2.3 雙向流固耦合分析的驗證
    2.4 小結
3 雙U型科氏流量計的流固耦合分析
    3.1 雙U型科氏流量計有限元模型的建立
    3.2 科氏流量計結構的模態(tài)分析
        3.2.1 測量管長對模態(tài)影響
        3.2.2 測量管寬對模態(tài)影響
        3.2.3 測量管徑對模態(tài)影響
        3.2.4 測量管傾斜度對模態(tài)影響
    3.3 科氏流量計的流固耦合模態(tài)分析
        3.3.1 不同模態(tài)分析方法的比較
        3.3.2 不同壓力的流固耦合模態(tài)分析
        3.3.3 不同流速的流固耦合模態(tài)分析
    3.4 科氏流量計相位差影響分析
        3.4.1 測量管長對相位差的影響
        3.4.2 測量管寬對相位差的影響
        3.4.3 測量管徑對相位差的影響
        3.4.4 測量管傾斜度對相位差的影響
    3.5 科氏流量計流固耦合的力學分析
    3.6 小結
4 科氏流量計相位差檢測算法的研究
    4.1 科氏流量計輸出信號的處理方法
        4.1.1 信號處理方法
        4.1.2 科氏流量計輸出信號的建立
    4.2 信號濾波處理算法分析
        4.2.1 IIR數(shù)字濾波處理
        4.2.2 FIR數(shù)字濾波處理
        4.2.3 小波變換濾波處理
        4.2.4 濾波方法的比較
    4.3 信號相位差檢測算法分析
        4.3.1 基于數(shù)字相關原理的相位差檢測
        4.3.2 基于離散傅里葉變換的相位差檢測
        4.3.3 基于Hilbert變換的相位差檢測及其改進
        4.3.4 不同算法的相位差檢測比較
    4.4 小結
5 現(xiàn)場實驗測試環(huán)節(jié)
    5.1 流固耦合分析方法的驗證
    5.2 信號相位差檢測算法的驗證
6 總結和展望
    6.1 論文工作總結
    6.2 課題展望
致謝
參考文獻


【參考文獻】：
期刊論文
[1]數(shù)字信號處理技術在科氏質量流量計中的應用[J]. 張建國,徐科軍,方正余,樂靜,劉文.  儀器儀表學報. 2017(09)
[2]基于Hilbert變換科氏流量計相位差測量方法改進[J]. 徐同旭,黃丹平,郭康.  中國測試. 2017(08)
[3]科氏流量計測量管固有頻率在線預測方法[J]. 金艷,王利軍,胡亮,徐嬋娜,崔曉軍,傅新.  計量學報. 2017(03)
[4]基于ANSYS Workbench的液壓管道流固耦合振動分析[J]. 夏永勝,張成龍.  流體傳動與控制. 2017(03)
[5]一種基于希爾伯特變換的科氏流量計信號處理算法[J]. 林偉,趙靜蕾.  電子器件. 2016(04)
[6]基于小波變換和改進Hilbert變換對科氏質量流量計信號處理[J]. 黃丹平,汪俊其,于少東,王磊.  中國測試. 2016(06)
[7]基于相關原理的非整周期信號相位差測量算法[J]. 沈廷鰲,涂亞慶,劉翔宇,張海濤.  儀器儀表學報. 2014(09)
[8]基于ANSYS Workbench的輸流管路流固耦合振動分析[J]. 孫中成,張樂迪,張顯余,馬文浩.  機械研究與應用. 2014(04)
[9]基于多次互相關的非整周期信號相位差測量算法[J]. 涂亞慶,沈廷鰲,李明,張海濤.  儀器儀表學報. 2014(07)
[10]基于格型陷波器和Hilbert變換的科里奧利質量流量計信號處理方法[J]. 林偉,蔡選憲.  電子器件. 2014(01)

博士論文
[1]基于振動管測量系統(tǒng)建模的科里奧利質量流量計零點補償方法研究[D]. 王利軍.浙江大學 2013
[2]科氏質量流量計理論與應用研究[D]. 仝猛.西北工業(yè)大學 2003

碩士論文
[1]基于自適應陷波器的科氏流量計信號頻率估計方法研究[D]. 游海.重慶大學 2016
[2]科里奧利式質量流量計的改進設計[D]. 王力.中南林業(yè)科技大學 2016
[3]基于FPGA的科氏質量流量計相位差算法研究與實現(xiàn)[D]. 蔡卓淮.廣西大學 2015
[4]科里奧利質量流量計動態(tài)數(shù)值分析及結構優(yōu)化[D]. 劉穎.上海交通大學 2013
[5]典型航空液壓管路的流固耦合動力學分析[D]. 王博.西安電子科技大學 2013
[6]科里奧利質量流量計信號處理技術的研究[D]. 劉瑋.東北大學 2011
[7]科里奧利質量流量計數(shù)字信號處理算法的研究與實現(xiàn)[D]. 李葉.合肥工業(yè)大學 2010
[8]科里奧利質量流量計變送器電路研究及其電路實現(xiàn)[D]. 侯宏.北京理工大學 2008
[9]科里奧利質量流量計的設計與實現(xiàn)[D]. 陳善文.華中科技大學 2006
[10]高靈敏度科里奧利質量流量計的研究[D]. 李光.華中科技大學 2005



本文編號：3727023