氣液兩相流下微彎型科氏質(zhì)量流量計(jì)信號(hào)建模與誤差修正.pdf

1、對(duì)能源的精確計(jì)量是提高能源使用效率的基礎(chǔ)，而科氏質(zhì)量流量計(jì)可以直接測(cè)量流體的質(zhì)量流量且測(cè)量精度高，已經(jīng)廣泛地應(yīng)用在各個(gè)需要對(duì)能源進(jìn)行計(jì)量的場(chǎng)合，如石油、天然氣、化工、制藥等行業(yè)。當(dāng)前，科氏質(zhì)量流量計(jì)已經(jīng)成功地應(yīng)用于對(duì)連續(xù)、平穩(wěn)的單相流的測(cè)量。但是，在科氏質(zhì)量流量計(jì)的實(shí)際應(yīng)用中，會(huì)出現(xiàn)對(duì)氣液兩相流進(jìn)行測(cè)量的場(chǎng)合。科氏質(zhì)量流量計(jì)（特別是微彎形科氏質(zhì)量流量）測(cè)量氣液兩相流時(shí)會(huì)產(chǎn)生很大的測(cè)量誤差，必須要對(duì)測(cè)量結(jié)果進(jìn)行修正，否則測(cè)量結(jié)果沒(méi)有實(shí)用意

2、義。為此，本文從氣液兩相流實(shí)驗(yàn)、流量信號(hào)模型、測(cè)量誤差模型以及測(cè)量誤差的在線(xiàn)修正這四個(gè)方面展開(kāi)了研究工作。
　　為研究微彎形科氏質(zhì)量流量計(jì)測(cè)量氣液兩相流的問(wèn)題，先要進(jìn)行氣液兩相流實(shí)驗(yàn)。為此，本文設(shè)計(jì)了科氏質(zhì)量流量計(jì)多參數(shù)測(cè)試實(shí)驗(yàn)裝置，并根據(jù)影響氣液兩相流測(cè)量的主要因素，制定了氣液兩相流實(shí)驗(yàn)方案，并用課題組研制的變送器匹配國(guó)產(chǎn)微彎型科氏流量傳感器進(jìn)行了氣液兩相流實(shí)驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，氣液兩相流下傳感器輸出信號(hào)波動(dòng)十分劇烈，當(dāng)水質(zhì)量流量

3、在30～100kg/min變化、密度降在0～30％變化時(shí)，氣液兩相流測(cè)量誤差最大為-50％，并且測(cè)量誤差表現(xiàn)為復(fù)雜的非線(xiàn)性和非單調(diào)性。
　　為揭示氣液兩相流測(cè)量誤差的來(lái)源，本文采用時(shí)間序列分的方法建立氣液兩相流下流量信號(hào)的數(shù)學(xué)模型。針對(duì)氣液兩相流實(shí)驗(yàn)過(guò)程中采集的科氏流量傳感器輸出信號(hào)，采用數(shù)字過(guò)零檢測(cè)方法提取流量序列，通過(guò)概率密度分析流量序列的分布規(guī)律，通過(guò)相關(guān)分析方法得到流量序列的ARMA模型系數(shù)，最后得到流量信號(hào)的數(shù)學(xué)模型，并

4、驗(yàn)證了數(shù)學(xué)模型的準(zhǔn)確性。根據(jù)數(shù)學(xué)模型可知，流量信號(hào)由穩(wěn)定分分量和波動(dòng)分量組成。其中，穩(wěn)定分量就是氣液兩相流下流量實(shí)際測(cè)量的均值，其與真實(shí)值間存在偏差是氣液兩相流測(cè)量誤差的來(lái)源。
　　由于氣液兩相流測(cè)量誤差的表現(xiàn)出復(fù)雜的非線(xiàn)性，很難從機(jī)理方面對(duì)測(cè)量誤差進(jìn)行修正，本文采用人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)對(duì)氣液兩相流測(cè)量誤差進(jìn)行建模，得到測(cè)量誤差模型，并對(duì)氣液兩相流測(cè)量誤差進(jìn)行離線(xiàn)修正。通過(guò)綜合比較不同網(wǎng)絡(luò)的性能，選擇了BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)對(duì)測(cè)量誤差進(jìn)行建模。將誤