应用于粘性阻塞流的蒸汽源的可显示蒸汽质量流量计制造技术

本发明专利技术提供了一种应用于粘性阻塞流的蒸汽源的可显示蒸汽质量流量计，包括传感器本体、数字控制器和显示器，数字控制器分别与传感器本体和显示器电连接，所述传感器本体用于根据蒸汽源流经阻塞流节点前及阻塞流节点后情况，产生节点前信号和节点后信号；所述数字控制器内置模糊PI控制模型，通过模糊PI控制模型对传感器本体进行控制；所述数字控制器还用于根据两个信号的相位差计算得到蒸汽质量流量，并在显示器上显示质量流量。采用数字控制器内置模糊PI控制模型来对传感器本体进行控制，采用模糊PI控制算法实现快速稳定测量，提高了测量的灵活性与适应性。高了测量的灵活性与适应性。高了测量的灵活性与适应性。

【技术实现步骤摘要】
应用于粘性阻塞流的蒸汽源的可显示蒸汽质量流量计


[0001]本专利技术涉及质量流量计信号处理与控制
，特别涉及一种应用于粘性阻塞流的蒸汽源的可显示蒸汽质量流量计。

技术介绍

[0002]质量流量计是采用感热式测量，通过分体分子带走的分子质量多少从而来测量流量，因为是用感热式测量，所以不会因为气体温度、压力的变化从而影响到测量的结果。质量流量计是一个较为准确、快速、可靠、高效、稳定、灵活的流量测量仪表，在石油加工、化工等领域将得到更加广泛的应用。质量流量计能检测液体或者气体的质量流量，通过模拟电压、电流或者串行通讯输出流量值。
[0003]阻塞流是指不可压缩流体或可压缩流体在流过调节阀时所达到的最大流量状态(即极限状态)。在固定的入口条件下，阀前压力P1保持一定而逐步降低阀后压力P2时，流经调节阀的流量会增加到一个最大极限值，再继续降低P2，流量不再增加，这个极限流量即为阻塞流。
[0004]现有质量流量计(如图1所示)智能化程度不高，稳定性较差，在对流量存在不断变化(如存在阻塞流)的流体进行测量时，无法快速得到稳定可靠的测量结果，测量误差大。

技术实现思路

[0005]为了解决上述技术问题，本专利技术提供了一种应用于粘性阻塞流的蒸汽源的可显示蒸汽质量流量计，包括传感器本体、数字控制器和显示器，数字控制器分别与传感器本体和显示器电连接，其中，
[0006]所述传感器本体用于根据蒸汽源流经阻塞流节点前及阻塞流节点后情况，产生节点前信号和节点后信号；
[0007]所述数字控制器内置模糊PI控制模型，通过模糊PI控制模型对传感器本体进行控制；所述数字控制器还用于根据两个信号的相位差计算得到蒸汽质量流量，并在显示器上显示质量流量。
[0008]可选的，所述传感器本体包括驱动器、两个检测线圈和两根平行的流量管，所述流量管的两端固定，所述驱动器安装在流量管中部，所述流量管两端与驱动器距离相等位置各安装一个检测线圈；
[0009]所述数字控制器分别与驱动器和两个检测线圈电连接，所述模糊PI控制模型控制驱动器快速实现稳定。
[0010]可选的，所述数字控制器根据信号频率计算得到蒸汽的密度，然后通过转换公式将密度转换为蒸汽压力。
[0011]可选的，所述流量管上安装有温度传感器，所述温度传感器与数字控制器连接。
[0012]可选的，所述数字控制器包括变送单元，所述变送单元与驱动器连接，所述变送单元用于给驱动器提供激励电压。
[0013]可选的，所述数字控制器包括数据采集单元、运算单元和主控芯片单元；所述主控芯片单元分别与数据采集单元、运算单元和显示器连接，所述数据采集器与传感器本体连接；
[0014]所述模糊PI控制模型设置于主控芯片单元内，所述主控芯片单元用于流量测量过程的控制；
[0015]所述运算单元用于根据主控芯片单元的控制指令进行相应计算。
[0016]可选的，所述主控芯片单元连接有通信单元，所述通信单元采用无线信号方式连接网络，实现远程维护与管理。
[0017]可选的，所述模糊PI控制模型对驱动器进行控制的方式如下：
[0018]首先，采用正负交替阶跃信号控制驱动器对流量管进行启振；
[0019]其次，以FIR的低通滤波器对节点前信号和节点后信号进行处理，以预设阀值确定零点数据，以最小二乘法曲线拟合得到过零点，计算信号频率；
[0020]再次，检测信号的实时幅值，对设定幅值和实时幅值分别取自然对数，然后计算两个自然对数的差值作为输入偏差，经模糊PI控制得到输出的幅值增益；
[0021]最后，以信号频率和幅值增益通过DDS波形数字频率合成得到控制信号，以控制信号对驱动器进行控制。
[0022]可选的，采用正负交替阶跃信号控制驱动器对流量管进行启振时，若流量管的信号相位在设定范围则施加负阶跃信号；反之则施加正阶跃信号使得信号幅值增大。
[0023]可选的，所述主控芯片单元连接有报警器，当主控芯片单元判断存在异常时，所述报警器发出报警信号。
[0024]本专利技术的应用于粘性阻塞流的蒸汽源的可显示蒸汽质量流量计，通过采用数字控制器内置模糊PI控制模型来对传感器本体进行控制，采用模糊PI控制算法实现快速稳定测量，提高了测量的灵活性与适应性；数字控制器用于接收传感器本体的节点前信号和节点后信号，根据两个信号的相位差与蒸汽质量流量的比例关系，通过计算得到蒸汽质量流量，并在显示器上显示质量流量。
[0025]本专利技术的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本专利技术而了解。本专利技术的目的和其他优点可通过在所写的说明书、权利要求书、以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。
[0026]下面通过附图和实施例，对本专利技术的技术方案做进一步的详细描述。
附图说明
[0027]附图用来提供对本专利技术的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本专利技术的实施例一起用于解释本专利技术，并不构成对本专利技术的限制。在附图中：
[0028]图1为当前现有技术的质量流量计示意图；
[0029]图2为本专利技术实施例中一种应用于粘性阻塞流的蒸汽源的可显示蒸汽质量流量计示意图；
[0030]图3为本专利技术的应用于粘性阻塞流的蒸汽源的可显示蒸汽质量流量计实施例采用的传感器本体立体示意图；
[0031]图4为本专利技术图3实施例的应用于粘性阻塞流的蒸汽源的可显示蒸汽质量流量计
采用的流量管立体示意图；
[0032]图5为本专利技术的应用于粘性阻塞流的蒸汽源的可显示蒸汽质量流量计实施例采用的数字控制器示意图；
[0033]图6为本专利技术的应用于粘性阻塞流的蒸汽源的可显示蒸汽质量流量计实施例的节点前信号和节点后信号曲线示意图。
具体实施方式
[0034]以下结合附图对本专利技术的优选实施例进行说明，应当理解，此处所描述的优选实施例仅用于说明和解释本专利技术，并不用于限定本专利技术。
[0035]如图2所示，本专利技术实施例提供了一种应用于粘性阻塞流的蒸汽源的可显示蒸汽质量流量计，包括传感器本体1、数字控制器2和显示器3，数字控制器分别与传感器本体和显示器电连接，其中，
[0036]所述传感器本体用于根据蒸汽源流经阻塞流节点前及阻塞流节点后情况，产生节点前信号和节点后信号；
[0037]所述数字控制器内置模糊PI控制模型，通过模糊PI控制模型对传感器本体进行控制；所述数字控制器还用于根据两个信号的相位差计算得到蒸汽质量流量，并在显示器上显示质量流量。
[0038]上述技术方案的工作原理和有益效果为：本方案中的数字控制器内置模糊PI控制模型来对传感器本体进行控制，采用模糊PI控制算法实现快速稳定测量，提高了测量的灵活性与适应性；数字控制器用于接收传感器本体的节点前信号和节点后信号，根据两个信号的相位差与蒸汽质量流量的比例关系，通过计算得到蒸汽质量流量，并在显示器上显示质量流量，方便数据读取与使用。
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种应用于粘性阻塞流的蒸汽源的可显示蒸汽质量流量计，其特征在于，包括传感器本体、数字控制器和显示器，数字控制器分别与传感器本体和显示器电连接，其中，所述传感器本体用于根据蒸汽源流经阻塞流节点前及阻塞流节点后情况，产生节点前信号和节点后信号；所述数字控制器内置模糊PI控制模型，通过模糊PI控制模型对传感器本体进行控制；所述数字控制器还用于根据两个信号的相位差计算得到蒸汽质量流量，并在显示器上显示质量流量。2.根据权利要求1所述的应用于粘性阻塞流的蒸汽源的可显示蒸汽质量流量计，其特征在于，所述传感器本体包括驱动器、两个检测线圈和两根平行的流量管，所述流量管的两端固定，所述驱动器安装在流量管中部，所述流量管两端与驱动器距离相等位置各安装一个检测线圈；所述数字控制器分别与驱动器和两个检测线圈电连接，所述模糊PI控制模型控制驱动器快速实现稳定。3.根据权利要求1所述的应用于粘性阻塞流的蒸汽源的可显示蒸汽质量流量计，其特征在于，所述数字控制器根据信号频率计算得到蒸汽的密度，然后通过转换公式将密度转换为蒸汽压力。4.根据权利要求1所述的应用于粘性阻塞流的蒸汽源的可显示蒸汽质量流量计，其特征在于，所述流量管上安装有温度传感器，所述温度传感器与数字控制器连接。5.根据权利要求1所述的应用于粘性阻塞流的蒸汽源的可显示蒸汽质量流量计，其特征在于，所述数字控制器包括变送单元，所述变送单元与驱动器连接，所述变送单元用于给驱动器提供激励电压。6.根据权利要求1所述的应用于粘性阻塞流的蒸汽源的可显示蒸汽质量流量计，其特征在于，所述数字控制器包括数据采集单元、运算单元和主控芯...

【专利技术属性】
技术研发人员：李秋萍，
申请(专利权)人：华科电子股份有限公司，
类型：发明
国别省市：