用于小流量測量的切向渦輪流量計設(shè)計.pdf

1、隨著半導(dǎo)體制造業(yè)、生物工程、石油工業(yè)、科學(xué)實驗等的興起，液體微小流量測量的需求越來越廣泛，國內(nèi)對微小流量測量方法的研究正處于研究階段。用于微小流量測量的流量計主要有：差壓式流量計、浮子流量計、電磁流量計、切向渦輪流量計。切向式渦輪流量計是一種速度式的流量測量儀表，由切向渦輪流量傳感器和LCD顯示模塊兩個部分組成，具有測量下限低、測量精度高、重復(fù)性好、數(shù)字信號輸出等優(yōu)點。
　　本文首先分析了切向式渦輪流量傳感器的工作原理，并建立了切

2、向渦輪流量傳感器的數(shù)學(xué)模型，推導(dǎo)出了流體的流量和渦輪轉(zhuǎn)速之間的關(guān)系。通過分析切向渦輪流量計的國內(nèi)外研究現(xiàn)狀，最終確定了切向渦輪流量計的流量測量系統(tǒng)方案。
　　其次使用FLUENT軟件對切向渦輪流量傳感器進行優(yōu)化設(shè)計。確定了網(wǎng)格劃分的方法，通過大量的仿真研究，確定了影響切向渦輪流量傳感器性能的主要幾何參數(shù)，并實現(xiàn)對這些幾何尺寸的優(yōu)化。最終得到切向渦輪流量傳感器的最優(yōu)仿真模型，進而降低了切向渦輪流量傳感器的流量測量下限。
　　然

3、后設(shè)計了基于FPGA的流量測量系統(tǒng)。設(shè)計了光電傳感電路(整形電路、光電耦合電路)和液晶顯示電路，并且使用硬件描述語言在FPGA上編程實現(xiàn)信號的處理，實現(xiàn)轉(zhuǎn)速和流量的計算，最終將轉(zhuǎn)速和流量的值實時顯示在LCD液晶顯示屏上。
　　最后搭建了流量測量系統(tǒng)的實驗平臺，完成流量測量系統(tǒng)實驗，對葉輪的轉(zhuǎn)速和流體的流量進行測量，并利用轉(zhuǎn)速計對所測的轉(zhuǎn)速進行校驗，進而檢測流量測量的準確性。實驗結(jié)果與理論分析基本一致，證明了設(shè)計的切向渦輪流量計流量