1、在許多過程控制相關(guān)的領(lǐng)域中，針對(duì)流量、流速及液位的測(cè)量是必不可少的環(huán)節(jié)。傳統(tǒng)流量計(jì)在非滿管和多相流情況下，測(cè)量誤差較大，甚至無法使用。隨著現(xiàn)代生產(chǎn)智能化、信息化的發(fā)展要求，尤其在石油、化工、污水處理等行業(yè)，非滿管和多相流的測(cè)量需求普遍存在，近年來相關(guān)研究逐漸成為流量計(jì)領(lǐng)域的熱點(diǎn)問題。
　　本論文基于電容層析成像技術(shù)，針對(duì)流量實(shí)時(shí)測(cè)量的需求進(jìn)行簡(jiǎn)化和改進(jìn)，提出了一種新型的電容式非滿管電磁流量計(jì)，該流量計(jì)可以對(duì)絕緣管道內(nèi)流體液位進(jìn)行實(shí)

2、時(shí)高精度測(cè)量，并結(jié)合電磁流量計(jì)所測(cè)流速信息，得到非滿管狀態(tài)下的流量值。首先，針對(duì)所提出的新型流量計(jì)的傳感系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)計(jì)，包括流速傳感器設(shè)計(jì)和液位傳感器設(shè)計(jì)。根據(jù)電容層析成像技術(shù)進(jìn)行改進(jìn)，在絕緣管道外壁和管道屏蔽罩之間均勻鋪設(shè)6個(gè)參數(shù)相同的電容極板，構(gòu)成3組不同對(duì)稱結(jié)構(gòu)的液位測(cè)量電容傳感器；為實(shí)現(xiàn)對(duì)微小電容的測(cè)量，對(duì)比分析不同的測(cè)量方法，搭建了基于PCap01集成芯片的數(shù)據(jù)采集和信號(hào)處理系統(tǒng)。其次，由于電容極板的特殊對(duì)稱結(jié)構(gòu)，在研究?jī)呻娙輼O

3、板間容值和流體液位之間的數(shù)學(xué)關(guān)系基礎(chǔ)上，建立液位測(cè)量傳感系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型，并對(duì)所建立的模型進(jìn)行數(shù)學(xué)仿真，得到了隨著液位變化3組電容變化趨勢(shì)和規(guī)律。隨后，進(jìn)行非滿管電磁流量計(jì)測(cè)量系統(tǒng)的軟硬件設(shè)計(jì)，包括微小電容數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)、流速測(cè)量系統(tǒng)等，完成了新型電容式非滿管電磁流量計(jì)系統(tǒng)樣機(jī)。
　　最后，采用上述樣機(jī)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)測(cè)試，得到了各種不同液位下3組傳感器的電容-液位關(guān)系曲線，并與理論仿真結(jié)果進(jìn)行對(duì)比，結(jié)果表明理論計(jì)算結(jié)果與實(shí)測(cè)結(jié)果在趨勢(shì)和規(guī)律