[發(fā)明專利]振動環(huán)境下的動態(tài)流量測量裝置及方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201911175068.2
• 申請日: 2019-11-26
• 公開（公告）號: CN110823297B
• 公開（公告）日: 2021-01-29
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 徐遠志;趙肖熙;吳夢瑤;焦宗夏
• 申請（專利權(quán)）人: 北京航空航天大學(xué)
• 主分類號: G01F1/00
• 分類號: G01F1/00;G01F1/66
• 代理公司: 北京鼎承知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11551
• 代理人: 田恩濤;柯宏達

1.一種振動環(huán)境下的動態(tài)流量測量方法，其特征在于，所述流量測量方法包括：

通過加速度傳感器測量管道的振動加速度；

通過壓力傳感器測量流體的壓強；

獲得加速度傳感器和壓力傳感器在管道上的位置分布，測量加速度傳感器之間和壓力傳感器之間的距離，并保存至流量解算控制器；

流量解算控制器設(shè)置管道與流體的參數(shù)、劃分算法網(wǎng)格以及設(shè)置算法運算時間步長；

進行流量解算控制器的初始化，包括：

流量解算控制器采集一次加速度傳感器信號，解算出測試管道的振動加速度的分布情況，初始化測試管道各個空間點的振動加速度；

流量解算控制器采集一次壓力傳感器信號，解算出測試管道中被測量流體的壓強初始分布情況，初始化測試管道各個空間點流體的壓強；以及

將測試管道各個空間點的流量初始化為零值；以及

基于流固耦合模型，根據(jù)所述振動加速度和所述壓強，求解得到所述流體的流量，包括：

采集當(dāng)前時刻加速度傳感器的信號，并轉(zhuǎn)換為管道的振動加速度值；

采集當(dāng)前時刻壓力傳感器的信號，并轉(zhuǎn)換為被測量流體的壓強值；

流量解算控制器基于管道流固耦合模型，將流固耦合偏微分方程轉(zhuǎn)換為具有約束的線性方程組；進而通過差分求解方式獲得流體的流量的計算公式，并設(shè)計流量解算算法，其中，特征線法是一種將偏微分方程求解為全微分方程的求解方法；

流量解算控制器將采集到的加速度和壓強數(shù)值進行轉(zhuǎn)換，作為邊界條件代入方程組進行求解，得出管道中被測量流體當(dāng)前時刻的流量值；以及

重復(fù)以上步驟，獲取測試管道中被測量流體的實時流量值，直至從流量解算控制器中退出測量。

2.一種振動環(huán)境下的動態(tài)流量測量裝置，其特征在于，所述流量測量裝置包括：

加速度傳感器，所述加速度傳感器用于測量管道的振動加速度；

壓力傳感器，所述壓力傳感器用于測量流體的壓強；以及

流量解算控制器，所述流量解算控制器基于流固耦合模型，根據(jù)所述振動加速度和所述壓強，求解得到所述流體的流量，包括：

獲得加速度傳感器和壓力傳感器在管道上的位置分布，測量加速度傳感器之間和壓力傳感器之間的距離，并保存至流量解算控制器；

流量解算控制器設(shè)置管道與流體的參數(shù)、劃分算法網(wǎng)格以及設(shè)置算法運算時間步長；

進行流量解算控制器的初始化，包括：

流量解算控制器采集一次加速度傳感器信號，解算出測試管道的振動加速度的分布情況，初始化測試管道各個空間點的振動加速度；

流量解算控制器采集一次壓力傳感器信號，解算出測試管道中被測量流體的壓強初始分布情況，初始化測試管道各個空間點流體的壓強；以及

將測試管道各個空間點的流量初始化為零值；以及

基于流固耦合模型，根據(jù)所述振動加速度和所述壓強，求解得到所述流體的流量，包括：

采集當(dāng)前時刻加速度傳感器的信號，并轉(zhuǎn)換為管道的振動加速度值；

采集當(dāng)前時刻壓力傳感器的信號，并轉(zhuǎn)換為被測量流體的壓強值；

流量解算控制器基于管道流固耦合模型，將流固耦合偏微分方程轉(zhuǎn)換為具有約束的線性方程組；進而通過差分求解方式獲得流體的流量的計算公式，并設(shè)計流量解算算法，其中，特征線法是一種將偏微分方程求解為全微分方程的求解方法；

流量解算控制器將采集到的加速度和壓強數(shù)值進行轉(zhuǎn)換，作為邊界條件代入方程組進行求解，得出管道中被測量流體當(dāng)前時刻的流量值；以及

重復(fù)以上步驟，獲取測試管道中被測量流體的實時流量值，直至從流量解算控制器中退出測量。