污水管网流量远程校准及其校准器的的研究最终答辩.ppt

1 污水管网流量远程校准及其校准器的研究 2 课题研究背景 主要研究内容 总结与展望 科研业绩 3 课题研究背景 定期“离线”实流检定或校准方法的缺陷 不能按期进行检定或校准 无法送检 拆装费时费力且成本较高 传统标准表比对法或电参数检验法的缺陷 作为标准器的超声波流量计现场使用方面存在各种问题 电参数检验法难以确定电参数测量与流量测量值之间的函数关系 新的校准方案 针对现有校准方法的各种缺陷，结合远程校准技术 4 主要研究内容 现场校准器的优化 远程校准系统的整体设计与实现 不确定度评定 分析不确定度来源，对采集到的数据进行不确定度评定，从而进行可靠性分析 选用标准表比对法，选取插入式电磁流量计作为现场校准器，通过优化其传感器线性度来提高其精度 选取合理的无线传输方式，搭建上位机平台，实现现场流量数据的实时监测和有关分析 5 现场校准器的设计 1、插入式电磁流量计非线性现象成因 理论上Q=KE 探头插入 流场受干扰信号范围的影响叠加 非线性现象 探头形状的优化 主要研究内容（1） 6 现场校准器的设计 2、插入式电磁流量计信号作用范围的定义与确定 信号作用范围是指电极附近的某一空间区域，该区域内导电流体切割磁感线所产生的电动势对流量检测结果起决定性作用。 仿真软件工具： GAMBIT+FLUENT 主要研究内容（1） 三种情形 7 现场校准器的设计 主要研究内容（1） 建立仿真模型： 流质：常温常压下水（20℃、1atm） 湍流模型：标准k-ε模型 边界条件：速度入口、压力出口 网格划分：结构化网格和非结构化网格结合 控制方程算法：SIMPLE算法 8 现场校准器的设计 主要研究内容（1） 具体步骤： （1）根据连续性方程求得最小截面的理论流速； （2）求得某一来流速度下，不同区域半径与该半径球形区域范围内平均流速之间的关系； （3）利用插值方法确定该来流速度下信号作用范围的等效半径R； （4）改变来流速度重复此模拟实验。 9 现场校准器的设计 主要研究内容（1） 10 3、优化插入式电磁流量计线性度 现场校准器的设计 主要研究内容（1） 11 现场校准器的设计 3、优化插入式电磁流量计线性度 选取以下8个速度点进行仿真：0.5m/s、1.0m/s、2.5m/s、5m/s、7.5m/s、10m/s、12.5m/s、15m/s，观察其流场分布，可以得到信号作用范围下的平均流速 最小二乘法进行线性度评定 拟合直线为最小二乘直线 主要研究内容（1） 12 主要研究内容（1） 插入式电磁流量计精度：0.5级 可以用来校准2.0级的污水流量计； 可以通过优化其线性度来提高其精度 现场校准器的设计 13 远程校准系统的整体设计与实现 日本日精ND886A数传电台： 工作频段为223~235MHZ 主要研究内容（2） 根据量值传递与量值溯源原理 14 远程校准系统的整体实现 主要研究内容（2） 利用VB语言 编写上位机平台 15 远程校准系统的整体实现 主要研究内容（2） 服务器端流程图 客户端流程图 16 远程校准系统的整体实现 主要研究内容（2） 采集流量数据的时间间隔设为：1.1s 17 远程校准系统的整体实现 主要研究内容（2） 历史趋势曲线： 2分钟读一次数据 示值误差曲线 相对误差： 看是否在±2%范围内 18 远程校准系统的整体实现 主要研究内容（2） 数据库：以便存储与查询 19 不确定度评定 不确定度来源： （1）被检表不确定度引入项 被检表引入的不确定度主要是通过其测量重复性引入的。 （2）校准器不确定度引入项 校准器中其准确度引入的不确定度可以经过定点使用，通过修正使之示值误差为零而使该部分不确定度忽略；并且数字仪表的分辨率很高，其分辨率引入的不确定度也可以忽略；实验室检定时会给出其测量重复性。 （3）现场环境不确定度引入项 主要研究内容（3） 20 不确定度分析 （1）被检表不确定度引入项 灰评定方法： （1）数据进行整理从小到大排序 x(0) ； （2）累加生成新序列 x(1)； （3） （4） 针对样本少且分布规律未知 主要研究内容（3） 21 不确定度分析 （1）被检表不确定度引入项 主要研究内容（3） 第一流量点 22 不确定度分析 （1）被检表不确定度引入项 主要研究内容（3） 第二流量点 23 不确定度分析 （2）校准器不确定度引入项 在实验室检定得到该插入式电磁流量计的重复性为0.5% 主要研究内容（3） （3）现场环境不确定度引入项 根据实际现场环境条件进行估算： 24 不确定度分析 合成不确定度： 第一流量点 第二流量点