涡轮流量计校准装置仿真研究.pdf

第31卷第4期
计算机仿真
2014年4月
文章编号:1006-9348(2014)04-0056-04
涡轮流量计校准装置仿真研究
陈士龙,王彬
(南京航空航天大学能源与动力学院,江苏南京210016)
摘要:在涡轮流量计的使用过程中,由于磨损、震动等因素,使流量不稳定,引起计量不准确。为了满足高性能涡轮流量计稳
态及动态校准的需求,设计了采用活塞式计量缸的流量计校准装置。为验证系统的性能,提出建立了涡轮流量计数学模型,
然后在基于 AMIESIM平台建立的校准装置的仿真模型中,通过仿真验证了系统的性能和影响计量精度的主要参数。仿真结
果表明,校准系统稳定可靠,能够达到预定的输出流量。同时,系统的稳态及动态性能满足要求,涡轮流量计模型符合系统
建模准确度要求。仿真结果为校准装置设计提供了预先分析、验证与优化的参考。
关词:活塞式计量缸;涡轮流量计;出流量;动态响应
中图分类号:TP212.9文献标识码:B
Simulation Study on Turbine Flowmeter Calibration Device
CHEN Shi-long, WANG Bin
College of Energy &Power Engineering, Nanjing University of Aeronautics & Astronautics
Nanjing Jiangsu 210016, China)
ABSTRACT: To meet the requirements of high-performance steady and dynamic calibration, a set of calibration de-
vice based on piston typed metering cylinder was established. To verify system performance, a mathematical model
of turbine flowmeter was established and the system modeling and simulation were carried out using platform of
AMESIM. The results show that the calibration system is stable, reliable and able to achieve the desired output flow.
Meanwhile, dynamic and steady-state performances of the system can meet the requirements of calibration, and the
turbine flowmeter model is suitable for s stem modeling accuracy. Simulation results can provide some reference to
pre-analysis, validation and optimization for the calibration device design
KEY WORDS: Piston -typed metering cylinder Tubine flowmeter; Ou put flow; Dynamic response
流量计输出结果比较,虽然精度尚可但系统仍属传统的容积
校准法且存在噪声。 Karsten Tawackolian等2设计了计算机
准确地进行流量计量需要精确度高、重复性和可靠性好控制的超音速流量计校准装置。根据与流体体积成比例的
的测量元件。但使用过程中,由于磨损、震动及流量不稳定脉冲数来控制流量,收集容器达到设定质量时转换开关动
等因素,仪表性能逐渐衰退,严重影响了测量精度和实验结作,系统停止运行。根据流量计示数,完成校准,此方法属于
果的可信度。因此,研制适用于特定量程、流体介质和环境采用传统的质量校准法。杨爱敏等]研制了滑油流量校准
的高精度专用校准装置对评估与校正仪表系数、保证流量仪装置,电机匀速拖动活塞从油缸中排油,通过被校流量计,计
表的测量结果的置信度具有重要的工程应用价值。
算流量与被校流量计的输出流量比较,完成校准并达到了较
国内外对流量仪表校准装置开展了深入研究。 Roger C.高精度。王荣合等基于“"动态位移一时间法”设计了用于
Baker等基于容积法设计了采用电子校准系统。该系统中航空发动机的燃油流量校准装置,试验验证表明可靠度和精
油泵驱动液体流过流量计,由计算机计量时间与流体量,与度均符合应用需求。
上述传统校准方法易于实现,但流量计输入可控范固受
限,无法满足高精度校准尤其是动态校准的要求。本文从稳
基金项目:南京航空航天大学中央高校基本科研业务费专项杰及动态校准需求出发,设计了一套带位移反馈的校准装
(NZ2012111);江苏高校优势学科建设工程专项(PDPA)
置,在 AMESIM环境下对以涡轮流量计为代表的校准系统进
收稿日期:2013-07-16
行了建模与数字仿真,验证了流量计数学模型的有效性和系
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万方数据