基于容抗法的瞬時液膜厚度測量系統(tǒng)設(shè)計(jì)
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3 測量電路特性
由于測量電路中放大元件(運(yùn)放中的雙極性三極管、場效應(yīng)管，二級管等)特性曲線的非線性，即使電路工作在放大區(qū)內(nèi)，輸出波形仍難免出現(xiàn)或多或少的非線性失真。圖7為測量電路的電路特性曲線。本文引用地址：http://butianyuan.cn/article/193671.htm
由此特性曲線可知，要使電路工作在線性區(qū)，就要保證進(jìn)入電路的信號在其線性工作區(qū)內(nèi)。所以就對激勵信號的頻率和幅值有一定的要求。另外由于器件參數(shù)精度的影響和未知干擾的因素，需要通過理論分析和實(shí)驗(yàn)相結(jié)合的方法，來獲取激勵信號最恰當(dāng)?shù)姆岛皖l率。
4 實(shí)驗(yàn)論證
在虛擬電子工作平臺上，對本測量系統(tǒng)做了仿真實(shí)驗(yàn)分析，對電路參數(shù)進(jìn)行了相應(yīng)修正。再經(jīng)實(shí)驗(yàn)標(biāo)定，對于高度為50mm的管道，當(dāng)SW-DIP4切換到1M檔時，探針標(biāo)定結(jié)果比較理想。對探針進(jìn)行標(biāo)定后，分別選取實(shí)驗(yàn)條件：1)100*15：f=100kHz，VPP=15V：2)100*10：f=100kHz，VPP=10V；3)400*15：f=400kHz，VPP=10V三組情況進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，測得的三組數(shù)據(jù)結(jié)果如圖8所示，橫坐標(biāo)為液膜厚度，縱坐標(biāo)為探針無量綱電壓輸出。
從圖8可以看出，條件2)：100*10組中探針的無量綱輸出與液膜厚度之間的線性度較好，標(biāo)定曲線幾乎可以用一直線來擬合。效果比較理想，經(jīng)過精確標(biāo)定后可以用于實(shí)驗(yàn)。
5 結(jié)論
本文的主要創(chuàng)新在于設(shè)計(jì)的電容探針測量電路能夠快速、準(zhǔn)確地測量液膜厚度。經(jīng)實(shí)驗(yàn)論證，在對探針進(jìn)行精確標(biāo)定后，可以用于測量兩相流的瞬時液膜厚度。該系統(tǒng)現(xiàn)己用于油氣儲運(yùn)學(xué)科的多相流界面持液率測量實(shí)驗(yàn)，其線性度好、測量精度較高。
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