專利名稱：一種多項流質(zhì)量流量計的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及測量測量在密閉管道內(nèi)運動物體的質(zhì)量流量領(lǐng)域，具體是一種多項流質(zhì)量流量計。
背景技術(shù)：
隨著工業(yè)的發(fā)展，人們需要掌握所有物體在不同環(huán)境和不同形態(tài)下的質(zhì)量流量和流過物體的總質(zhì)量。現(xiàn)有的物體質(zhì)量二項流(或多項流)的流量測量方法多是采用科氏原理工作的質(zhì)量流量計，其缺點是流量的精度易受環(huán)境震動的影響、易受物體粘度粘連的影響、制造精度要求聞和價格昂貴等。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是提供一種多項流質(zhì)量流量計，利用兩個相距為L距離的觀測點上所得到的兩密度即時信號，用質(zhì)量流量計算機處理系統(tǒng)即可得到物體的即時質(zhì)量流量和流過觀測點的總質(zhì)量。

本發(fā)明的技術(shù)方案為
一種多項流質(zhì)量流量計，其特征在于包括有設(shè)置于管道路徑上且相距為L的兩個物體密度探測器，與兩個物體密度探測器連接的質(zhì)量流量計算機處理系統(tǒng)；所述的兩個物體密度探測器分別將采集到物體的即時密度P (t)傳輸給質(zhì)量流量計算機處理系統(tǒng)，質(zhì)量流量計算機處理系統(tǒng)根據(jù)公式(I)計算得到物體移動的即時速度V (t)
V(t) =L/ (Ml (t2) - M2 (tl)) (I),
其中，Ml (t2)、M2 (tl)分別為兩個物體密度探測器采集的物體密度最大密度相關(guān)系數(shù)對應(yīng)的時間坐標(biāo)點；
質(zhì)量流量計算機處理系統(tǒng)再根據(jù)公式(2)計算出流動物體的瞬時質(zhì)量流量q(t) q(t) =p (t) *V (t) (2)；
質(zhì)量流量計算機處理系統(tǒng)最后根據(jù)公式(3)計算出流經(jīng)管道的物體總質(zhì)量MQ，即等于物體的即時流量與時間的積分
MQ = Jo q(t)di (3)。2、根據(jù)權(quán)利要求1所述的多項流質(zhì)量流量計，其特征在于所述的物體的即時密度 P ⑴為 P (t) = pi (t) ;或 P (t) = p2 (t);或 P (t) = A*pl (t)+B*p2 (t);其中，A、B是因子系數(shù)，pi (t)為前端物體密度探測器采集到的物體即時密度，p2 (t)為后端物體密度探測器采集到的物體即時密度。所述的物體移動的即時速度V (t)的計算步驟具體為
(I)、兩個物體密度探測器分別采集到的物體二維密度-時間數(shù)據(jù)組傳輸給質(zhì)量流量計算機處理系統(tǒng)；
(2)、求取相關(guān)系數(shù)的方法
首先從前端物體密度探測器的樣品采集序列中提取一假設(shè)延時時間點，假定為t(m)，m為當(dāng)前采集時刻的前m個序列，后端物體密度探測器的取值點從t時刻開始，這時計算出兩物體密度探測器采集的二維密度-時間數(shù)據(jù)組的一個密度相關(guān)系數(shù)；
同樣方法，改變m值，得出一組兩物體密度探測器采集的二維密度-時間數(shù)據(jù)組的一組密度相關(guān)系數(shù)；
從得出的一組兩物體密度探測器采集的二維密度-時間數(shù)據(jù)組的一組密度相關(guān)系數(shù)中找出具有最大特征相關(guān)系數(shù)的點，這個點即為最大密度相關(guān)系數(shù)下所對應(yīng)的兩密度區(qū)域的幾何中心點；即見圖2、圖3，假設(shè)前端物體密度探測器的取值點從t+Tc時刻開始，見圖4、圖5，后端物體密度探測器的取值點從t時刻開始，這時兩物體密度探測器采集的二維密度-時間數(shù)據(jù)組的密度相關(guān)系數(shù)最大；如果前端物體密度探測器的取值點提前或遲后t+Tc時刻，則得到的相關(guān)系數(shù)均會變小，且偏離越遠(yuǎn)相關(guān)系數(shù)會越?。?br> (3)、質(zhì)量流量計算機處理系統(tǒng)計算找出兩最大密度相關(guān)系數(shù)下所對應(yīng)的兩密度區(qū)域的幾何中心點，再從兩二維密度-時間數(shù)據(jù)組求出兩幾何中心點所對應(yīng)的時間值，兩個時間值分別為Ml (tl)和M2 (t2)；
(4)、用兩個物體密度探測器的間隔距離L除于兩物體塊密度集合中心點對應(yīng)的時間值之差，即為物體移動的即時速度V (t)=L/ (Ml (t2)- M2 (tl))。所述的質(zhì)量流量計算機處理系統(tǒng)包括有中央微處理器，分別與中央處理器連接的采樣同步信號時鐘發(fā)生器、通訊控制器、密度信號采樣輸入端，以及與通訊控制器連接的通訊輸出端口 ；所述的兩個物體密度探測器分別通過密度信號采樣輸入端與中央微處理器的密度信號采樣轉(zhuǎn)換器連接，所述的兩個物體密度探測器在采樣同步信號時鐘發(fā)生器的同步下，同步采樣兩監(jiān)測點的物體密度，密度信號采樣轉(zhuǎn)換器將采集到的物體的即時密度P (t)傳輸給中央處理器的物體流動速度計算器和物體質(zhì)量流量計算器，物體流動速度計算器計算得到物體移動的即時速度V (t)，物體質(zhì)量流量計算器根據(jù)物體流動速度計算器計算得到物體移動的即時速度V (t)和物體的即時密度P (t)計算得到流動物體的瞬時質(zhì)量流量q(t)，并根據(jù)流動物體的瞬時質(zhì)量流量q(t)與時間的積分得到流經(jīng)管道的物體總質(zhì)量MQ，中央處理器再將流動物體的瞬時質(zhì)量流量q(t)和流經(jīng)管道的物體總質(zhì)量MQ通過通訊控制器驅(qū)動，由信號輸出端口輸出。所述的物體的流向從前端物體密度探測器流向后端物體密度探測器，或是從后端物體密度探測器流向前端物體密度探測器，質(zhì)量流量計算機處理系統(tǒng)判斷物體的流動方向的具體步驟為首先假設(shè)物體的流動方向是前端物體密度探測器流向后端物體密度探測器，質(zhì)量流量計算機處理系統(tǒng)根據(jù)采集的二維密度-時間數(shù)據(jù)組計算物體的密度相關(guān)系數(shù)，在求得的眾多密度相關(guān)系數(shù)內(nèi)，找到密度相關(guān)系數(shù)的值大于符合判定物體移動速度的值域，且得出的其它相關(guān)值變化規(guī)律正常，則判斷物體流動方向是前端物體密度探測器流向后端物體密度探測器；反之，假設(shè)物體的流向從后端物體密度探測器流向前端物體密度探測器，然后按上述步驟進行密度相關(guān)系數(shù)計算，如果求得的密度相關(guān)系數(shù)序列符合假定的方向，則判定物體的流動方向是從后端物體密度探測器流向前端物體密度探測器。所述的兩個物體密度探測器采用核輻射原理實現(xiàn)密度探測，所述的兩個物體密度探測器分別接受兩個核輻射放射源的核輻射信號或共同接受一個核輻射放射源的核輻射信號。所述的中央處理器包括有非易失性存儲器，中央處理器的非易失性存儲器用于存儲兩個物體密度探測器采集到的物體密度歷史信號和物體流動的質(zhì)量總流量歷史信號。所述的兩個物體密度探測器均包括有相互連接的密度傳感器信號輸出端口和信號探測室，所述的信號探測室接受核輻射放射源的核輻射信號，所述的密度傳感器信號輸出端口與密度信號采樣輸入端連接。本發(fā)明的優(yōu)點
本發(fā)明根據(jù)相距為L距離的兩個物體密度探測器來傳感移動物體的密度，用數(shù)據(jù)處理方法即可得到多項流物體的即時流量和通過總質(zhì)量。本發(fā)明主要解決了求取不規(guī)則物體移動時的質(zhì)量流量問題，特別是能解決多項流物體在密閉管道內(nèi)的物體流動質(zhì)量流量求取問題。本發(fā)明使用效果不受限于物體自身的形態(tài)、物體所處的空間形狀和環(huán)境因素的限制。應(yīng)用范圍廣，解決了大部分不規(guī)則物體的質(zhì)量流量測量和多項流物體在密閉管道和其它特殊環(huán)境下的質(zhì)量流量測量問題。


圖1是本發(fā)明的原理示意圖。圖2是本發(fā)明前端物體密度探測器采集的二維密度-時間的空間圖。圖3是本發(fā)明前端物體密度探測器采集的二維密度-時間的數(shù)據(jù)曲線圖。圖4是本發(fā)明后端物體密度探測器采集的二維密度-時間的空間圖。圖5是本發(fā)明后端物體密度探測器采集的二維密度-時間的數(shù)據(jù)曲線圖。圖6是本發(fā)明利用二個核放射源實現(xiàn)多項質(zhì)量流量測量的原理示意圖。圖7是本發(fā)明利用一個核放射源實現(xiàn)多項質(zhì)量流量測量的原理示意圖。
具體實施例方式一種多項流質(zhì)量流量計，包括有設(shè)置于管道路徑I上且相距為L的兩個物體密度探測器2，3，與兩個物體密度探測器連接的質(zhì)量流量計算機處理系統(tǒng)4 ;質(zhì)量流量計算機處理系統(tǒng)4包括有中央微處理器400，分別與中央處理400連接的采樣同步信號時鐘發(fā)生器409、通訊控制器408、密度信號采樣輸入端401，402，以及與通訊控制器408連接的通訊輸出端口 410 ;兩個物體密度探測器2，3分別通過密度信號采樣輸入端401，402與中央微處理器4的密度信號采樣轉(zhuǎn)換器403，404連接，兩個物體密度探測器2，3在采樣同步信號時鐘發(fā)生器409的同步下，同步采樣兩監(jiān)測點的物體密度p(t)，密度信號采樣轉(zhuǎn)換器403，404將采集到的物體的即時密度P (t)傳輸給中央處理器的物體流動速度計算器405和物體質(zhì)量流量計算器406，物體流動速度計算器405根據(jù)公式(I)計算得到物體移動的即時速度V⑴
V(t) =L/ (Ml (t2) - M2 (tl)) (I),
其中，Ml (t2)、M2 (tl)分別為兩個物體密度探測器采集的物體密度最大密度相關(guān)系數(shù)對應(yīng)的時間坐標(biāo)點；
物體質(zhì)量流量計算器406按公式(2)根據(jù)物體流動速度計算器405計算得到物體移動的即時速度V (t)和物體的即時密度P (t)計算得到流動物體的瞬時質(zhì)量流量q(t) q(t) =p (t) *V (t) (2)；
物體質(zhì)量流量計算器406按公式(3)根據(jù)流動物體的瞬時質(zhì)量流量q(t)與時間的積分得到流經(jīng)管道的物體總質(zhì)量MQ
權(quán)利要求
1.一種多項流質(zhì)量流量計，其特征在于包括有設(shè)置于管道路徑上且相距為L的兩個物體密度探測器，與兩個物體密度探測器連接的質(zhì)量流量計算機處理系統(tǒng)；所述的兩個物體密度探測器分別將采集到物體的即時密度P (t)傳輸給質(zhì)量流量計算機處理系統(tǒng)，質(zhì)量流量計算機處理系統(tǒng)根據(jù)公式(I)計算得到物體移動的即時速度V (t)V(t) =L/ (Ml (t2) - M2 (tl)) (I),其中，Ml (t2)、M2 (tl)分別為兩個物體密度探測器采集的物體密度最大密度相關(guān)系數(shù)對應(yīng)的時間坐標(biāo)點；質(zhì)量流量計算機處理系統(tǒng)再根據(jù)公式(2)計算出流動物體的瞬時質(zhì)量流量q(t)q(t) =p (t) *V (t) (2)；質(zhì)量流量計算機處理系統(tǒng)最后根據(jù)公式(3)計算出流經(jīng)管道的物體總質(zhì)量MQ，即等于物體的即時流量與時間的積分輔2 O細(xì) ⑶。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多項流質(zhì)量流量計，其特征在于所述的物體的即時密度P ⑴為 P (t) = pi (t);或 P (t) = p2 (t);或 P (t) = A*pl (t)+B*p2 (t);其中，A、B 是因子系數(shù)，Pl (t)為前端物體密度探測器采集到的物體即時密度，p2 (t)為后端物體密度探測器采集到的物體即時密度。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多項流質(zhì)量流量計，其特征在于所述的根據(jù)權(quán)利要求1所述的多項流質(zhì)量流量計，其特征在于所述的物體移動的即時速度V (t)的計算步驟具體為(1)、兩個物體密度探測器分別采集到的物體二維密度-時間數(shù)據(jù)組傳輸給質(zhì)量流量計算機處理系統(tǒng)；(2)、求取相關(guān)系數(shù)的方法首先從前端物體密度探測器的樣品采集序列中提取一假設(shè)延時時間點，假定為t(m)，m 為當(dāng)前采集時刻的前m個序列，后端物體密度探測器的取值點從t時刻開始，這時計算出兩物體密度探測器采集的二維密度-時間數(shù)據(jù)組的一個密度相關(guān)系數(shù)；同樣方法，改變m值，得出一組兩物體密度探測器采集的二維密度-時間數(shù)據(jù)組的一組密度相關(guān)系數(shù)；從得出的一組兩物體密度探測器采集的二維密度-時間數(shù)據(jù)組的一組密度相關(guān)系數(shù)中找出具有最大特征相關(guān)系數(shù)的點，這個點即為最大密度相關(guān)系數(shù)下所對應(yīng)的兩密度區(qū)域的幾何中心點；即假設(shè)前端物體密度探測器的取值點從t+Tc時刻開始，后端物體密度探測器的取值點從t時刻開始，這時兩物體密度探測器采集的二維密度-時間數(shù)據(jù)組的密度相關(guān)系數(shù)最大；(3)、質(zhì)量流量計算機處理系統(tǒng)計算找出兩最大密度相關(guān)系數(shù)下所對應(yīng)的兩密度區(qū)域的幾何中心點，再從兩二維密度-時間數(shù)據(jù)組求出兩幾何中心點所對應(yīng)的時間值，兩個時間值分別為Ml (tl)和M2 (t2)；(4)、用兩個物體密度探測器的間隔距離L除于兩物體塊密度集合中心點對應(yīng)的時間值之差，即為物體移動的即時速度V (t)=L/ (Ml (t2)- M2 (tl))。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種多項流質(zhì)量流量計，其特征在于所述的質(zhì)量流量計算機處理系統(tǒng)包括有中央微處理器，分別與中央處理器連接的采樣同步信號時鐘發(fā)生器、通訊控制器、密度信號采樣輸入端，以及與通訊控制器連接的通訊輸出端口 ；所述的兩個物體密度探測器分別通過密度信號采樣輸入端與中央微處理器的密度信號采樣轉(zhuǎn)換器連接，所述的兩個物體密度探測器在采樣同步信號時鐘發(fā)生器的同步下，同步采樣兩監(jiān)測點的物體密度，密度信號采樣轉(zhuǎn)換器將采集到的物體的即時密度P (t)傳輸給中央處理器的物體流動速度計算器和物體質(zhì)量流量計算器，物體流動速度計算器計算得到物體移動的即時速度V(t)，物體質(zhì)量流量計算器根據(jù)物體流動速度計算器計算得到物體移動的即時速度V (t) 和物體的即時密度P (t)計算得到流動物體的瞬時質(zhì)量流量q(t)，并根據(jù)流動物體的瞬時質(zhì)量流量q(t)與時間的積分得到流經(jīng)管道的物體總質(zhì)量MQ，中央處理器再將流動物體的瞬時質(zhì)量流量q(t)和流經(jīng)管道的物體總質(zhì)量MQ通過通訊控制器驅(qū)動，由信號輸出端口輸出。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種多項流質(zhì)量流量計，其特征在于所述的物體的流向從前端物體密度探測器流向后端物體密度探測器，或是從后端物體密度探測器流向前端物體密度探測器，質(zhì)量流量計算機處理系統(tǒng)判斷物體的流動方向的具體步驟為首先假設(shè)物體的流動方向是前端物體密度探測器流向后端物體密度探測器，質(zhì)量流量計算機處理系統(tǒng)根據(jù)采集的二維密度-時間數(shù)據(jù)組計算物體的密度相關(guān)系數(shù)，在求得的眾多密度相關(guān)系數(shù)內(nèi)，找到密度相關(guān)系數(shù)的值大于符合判定物體移動速度的值域，且得出的其它相關(guān)值變化規(guī)律正常，則判斷物體流動方向是前端物體密度探測器流向后端物體密度探測器；反之，假設(shè)物體的流向從后端物體密度探測器流向前端物體密度探測器，然后按上述步驟進行密度相關(guān)系數(shù)計算，如果求得的密度相關(guān)系數(shù)序列符合假定的方向，則判定物體的流動方向是從后端物體密度探測器流向前端物體密度探測器。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種多項流質(zhì)量流量計，其特征在于所述的兩個物體密度探測器采用核輻射原理實現(xiàn)密度探測，所述的兩個物體密度探測器分別接受兩個核輻射放射源的核輻射信號或共同接受一個核輻射放射源的核輻射信號。
7.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種多項流質(zhì)量流量計，其特征在于所述的中央處理器包括有非易失性存儲器，中央處理器的非易失性存儲器用于存儲兩個物體密度探測器采集到的物體密度歷史信號和物體流動的質(zhì)量總流量歷史信號。
8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種多項流質(zhì)量流量計，其特征在于所述的兩個物體密度探測器均包括有相互連接的密度傳感器信號輸出端口和信號探測室，所述的信號探測室接受核輻射放射源的核輻射信號，所述的密度傳感器信號輸出端口與密度信號采樣輸入端連接。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種多項流質(zhì)量流量計，包括有設(shè)置于管道路徑上且相距為L的兩個物體密度探測器，與兩個物體密度探測器連接的質(zhì)量流量計算機處理系統(tǒng)用質(zhì)量流量計算機處理系統(tǒng)即可得到物體的即時質(zhì)量流量和流經(jīng)管道的物體總質(zhì)量。本發(fā)明主要解決了求取不規(guī)則物體移動時的質(zhì)量流量問題，特別是能解決多項流物體在密閉管道內(nèi)的物體流動質(zhì)量流量求取問題。本發(fā)明使用效果不受限于物體自身的形態(tài)、物體所處的空間形狀和環(huán)境因素的限制。應(yīng)用范圍廣，解決了大部分不規(guī)則物體的質(zhì)量流量測量和多項流物體在密閉管道和其它特殊環(huán)境下的質(zhì)量流量測量問題。
文檔編號G01F1/86GK103048026SQ20131001402
公開日2013年4月17日 申請日期2013年1月15日 優(yōu)先權(quán)日2013年1月15日
發(fā)明者袁廷華, 袁旭 申請人:合肥創(chuàng)源車輛控制技術(shù)有限公司