气体流量传感器的数据处理技术
气体流量传感器可直接测量介质的流量，其测量结构不受被测介质温度、压力、密度、黏度变化的影响，虽然对外界振动较敏感，但对流体分布不敏感。
气体流量传感器的数据处理技术，气体流量传感器的数据处理技术提供了一个“通往处理的窗户”，当浏览这个窗户时，首先集中在测量管振动频率附近的信号上。实际上，有意地抛弃了其余的信息，很可能正是隐藏在这些“无用的”数据里的信息会铺平通往新的诊断技术的道路。例如，https://www.doczj.com/doc/478342331.html,频谱分析可能会引导我们取得在夹杂空气或团状流动流体测量上的进展，流体在测量管内壁的附着也是另一个有希望被DSP技术检测到的故障，频谱的变化也很可能被用于预测传感器的故障。
气体流量传感器的适用特点
1.测量管形式不一，常见的有以下几种。直管式：加工简单，易制造，不易启振，故管壁需薄一点，使用寿命较短；弯管式：容易启振，管壁可厚一点，气体流量传感器的机械加工复杂些，振动频率要选大一点；单管式：不用分流，零点稳定，机械加工简单，但易受外来振动影响；双管式：不受外来振动干扰，分流不均匀会造成零点变化，机械加工也复杂些。
2.信号处理技术难度大，零点易漂移，不适合低压、低密度气体测量。
3.测量管与工艺管道相对位置可以是平行的（大多数产品采用的
方式），也可以是垂直的。但是只要流量传感器不在工艺管道轴向振动平面内，流量计的抗振动干扰能力可增强。对于质量流量计的测量精度，很多产品上标注的是基本误差+零点不稳定性。仪表制造厂商将流量计精度定得很高，一般是（±0.15%~±0.5%）R。但是量程比也定得很大（100:1），仪表流量上限取得很高。因此流量计的实际测量精度不可能这样高，特别是流量计在小量程段测量流量时，很难保证仪表有高精度。
气体流量传感器虽然压力损失较大，但对各种流体适应性强、抗振干扰能力强，能够获得较高的测量精度。
质量流量计 一、概述 H-300系列质量流量计是我公司自主研发并引进国外先进技术，依据科里奥利力原理研发的一款新型的流量测量仪表，直接获得各种介质在复杂环境条件下精确地流量值和密度值，不需要经过中间参数的转换，避免因中间转换产生的测量误差，从而实现精准测量. 二、测量原理 在一个处于旋转系内的质点作离开和朝向旋转中心的运动时，会产生一惯性力。当质量为(δm的质点以匀速u在一个围绕旋转轴P以角速度ω旋转的管道内轴向移动时，这个质点会获得两个加速度分量： (1)法向加速度ar（向心加速度)，其值等于ω2r，方向指向P轴。 (2)切向加速度at(科里奥利加速度)，其值等于2ωu，方向与ar垂直，正方向符合右手定则。 为了使质点具有科里奥利加速度at，需在at的方向上加一个大小等于2ωuδm的力，这个力来自管道壁面。反作用于管道壁面上的力就是流体施加在管道上的科里奥利力Fc。 方向与αt相反。 在过程工业应用中，要使流体通过的管道围绕P轴以角速度ω旋转显然是不切合实际的。这也是早期的质量流量计始终未能走出实验室的根本原因。经过几十年的探索，人们终于发现，使管道绕P轴以一定频率上下振动，也能使管道受到科里奥利力的作用。而且，当充满流体的管道以等于或接近于其自振频率振动时，维持管道振动所需的驱动力是很小的。从而从根本上解决了CMF的结构问题。为CMF的迅速商用化打下了基础。
三、标定系统 拥有国内领先的标定系统——精度达到0.03%
注：标定系统的关键部件全部采用原装进口最优设备： 1、称重仪表——梅特勒托利多公司最高精度电子称，保证检定精度； 2、水泵——格兰富变频控制水泵，保证流速稳定。 标定系统青岛澳威其他厂家 检定精度0.03%0.05% 最高流速10m/s7~8m/s 四、与精度有关的技术指标 质量流量计测量 技术特点： 智能型，背景光显示，直接测量液体、气体质量流量，可选瞬时、累积、介质密度及温度值。技术数据： 测量管径：DN15~DN250 测量精度：±0.2% 流速范围：0~21t/h至0~1500t/h
气体质量流量计控制器知识 气体质量流量控制器（MFC）与气体质量流量计（MFM），MFC是带有控制气体质量流量的装置，而MFM 是不具有控制气体质量流量功能的装置。 首先区分一下 MFC为Mass Flow Controller的缩写，即质量流量控制。流体在旋转的管内流动时会对管壁产生一个力，它是科里奥利在1832年研究水轮机时发现的，简称科氏力。质量流量计以科氏力为基础，在传感器内部有两根平行的T型振管，中部装有驱动线圈，两端装有拾振线圈，变送器提供的激励电压加到驱动线圈上时，振动管作往复周期振动，工业过程的流体介质流经传感器的振动管，就会在振管上产生科氏力效应，使两根振管扭转振动，安装在振管两端的拾振线圈将产生相位不同的两组信号，这两个信号差与流经传感器的流体质量流量成比例关系。计算机解算出流经振管的质量流量。不同的介质流经传感器时，振管的主振频率不同，据此解算出介质密度。安装在传感器器振管上的铂电阻可间接测量介质的温度。 质量流量计直接测量通过流量计的介质的质量流量,还可测量介质的密度及间接测量介质的温度。由于变送器是以单片机为核心的智能仪表，因此可根据上述三个基本量而导出十几种参数供用户使用。质量流量计组态灵活，功能强大,性能价格比高，是新一代流量仪表。 测量管道内质量流量的流量测量仪表。在被测流体处于压力、温度等参数变化很大的条件下，若仅测量体积流量，则会因为流体密度的变化带来很大的测量误差。在容积式和差压式流量计中，被测流体的密度可能变化30%，这会使流量产生30～40%的误差。随着自动化水平的提高，许多生产过程都对流量测量提出了新的要求。化学反应过程是受原料的质量(而不是体积)控制的。蒸气、空气流的加热、冷却效应也是与质量流量成比例的。产品质量的严格控制、精确的成本核算、飞机和导弹的燃料量控制，也都需要精确的质量流量测量。因此质量流量计是一种重要的流量测量仪表。 质量流量计可分为两类：一类是直接式，即直接输出质量流量；另一类为间接式或推导式，如应用超声流量计和密度计组合，对它们的输出再进行乘法运算以得出质量流量。 直接式质量流量计 直接式质量流量计有多种类型，如量热式、角动量式、陀螺式和双叶轮式等。 (1) 主要参数: 质量流量精度: ±0.002×流量±零点漂移 密度测量精度: ±0.003g/cm3 密度测量范围: 0.5~1.5g/cm3 温度测量范围: ±1°C (2) 传感器相关数据: 环境温度: －40~60°C
AFS02型MEMS 质量流量传感器 AFS02型气体质量流量传感器采用先进的MEMS （微机电系统）流量传感技术，响应快，功耗低，量程范围宽，无须温度压力补偿，为医疗呼吸机、麻醉机等应用（气路接口符合ISO5356规范），易安装，替代传统的压差式流量传感器，满足各类气体的测量和过程控制应用。 典型性能指标 产品型号 AFS02A AFS02D 单位 流量范围 0~100/0~200/0~300 0~100/0~200/0~300 SLPM 量程比 >1:100 >1:100 精度 ±(1.5±0.2FS) ±(1.5±0.2FS) % 重复性 ±0.75 ±0.75 % 零位输出 0.5±0.05 V 可配置，默认2500 零位输出温度漂移 <10mV 已补偿 响应时间 10 10 ms 工作电压 DC 3.6~5.5 DC 3.6~5.5 V 工作电流 <2.75 <5 mA 待机电流 <5 <30 uA 输出方式 模拟电压输出, 0~3.3V 数字输出， SPI/UART(TTL) 最大流量压损 <1.5 <1.5 KPa 工作压力 <0.25 <0.25 MPa 工作湿度 <95%RH,无结冰、结露 气路接口 ISO 5356 15mm 圆锥接头 工作温度 -10~50 ℃ 储存温度 -40~85 ℃ 校准方式 N2，20℃，101.25kPa 重量 <30g 典型特性曲线： AFS02A-200 AFS02D-200 接线定义 AFS02A
AFS02D 型 安装尺寸 其它事项 1、AFS02型气体质量流量传感器能敏感双向气体流量，为了充分利用其量程范围，通过电路上限制其主要敏感单向气体流量，气体流动方向同传感器壳体侧面标注箭头；可根据需要开放为双向流量传感器。 2、可据用户要求定制封装和提供标定服务。
空气流量传感器原理 车用空气流量传感器（或称空气流量计）是用来直接或间接检测进入发动机气缸空气量大小，并将检测结果转变成电信号输入电子控制单元ECU。电子控制汽油喷射发动机为了在各种运转工况下都能获得最佳浓度的混合气，必须正确地测定每一瞬间吸入发动机的空气量，以此作为ECU计算(控制)喷油量的主要依据。如果空气流量传感器或线路出现故障，ECU得不到正确的进气量信号，就不能正常地进行喷油量的控制，将造成混合气过浓或过稀，使发动机运转不正常。电子控制汽油喷射系统的空气流量传感器有多种型式，目前常见的空气流量传感器按其结构型式可分为翼片(叶片)式、卡尔曼涡流式、热膜式等几种。 1、翼片式空气流量传感器 图9-9是翼片式空气流量计工作原理图，该空气流量传感器在主进气道内安装有一个可绕轴旋转的翼片。在发动机工作时，空气经空气滤清器过滤清器过滤后进入空气流量传感器并推动翼片旋转，使其开启。翼片开启角度由进气量产生的推力大小和安装在翼片轴上复位弹簧弹力的平衡情况决定。当驾驶员操纵加速踏板来改变节气门开度时，进气量增大，进气气流对翼片的推力也增大，这时翼片开启的角度也增大。在翼片轴上安装有一个与翼片同轴旋转的电位计，这样在电位计上滑片的电阻的变化转变成电压信号。 当空气量增大时，其端子VC和VS之间的电阻值减小，两端子之间输出的信号电压降低；当进气量减小时，进气气流对翼片的推力减小，推力克服弹簧弹力使翼片偏转的角度也减小，端子VC与VS之间的电阻值增大，使两端子间输 图9-9 翼片式空气流量计工作原理 出的信号电压升高。ECU通过变化的信号电压控制发动机的喷油和点火时间。2、卡曼涡旋式空气流量传感器 为了克服动片式空气流量传感器的缺点，即在保证测量精度的前提下，扩展测量范围、并且取消滑动触点，人们又开发出小型轻巧的空气流量传感器，即卡曼涡旋式空气流量传感器。野外的架空电线被风吹时会嗡嗡发出声响，风速越高声音频率越高，这是因气流流过电线后形成涡旋所致，液体、气体等流体中均会发生这种现象，利用这一现象可以制成涡旋式流量传感器。在管道里设置柱状物，使流体流过柱状物之后形成两列涡旋，根据涡旋出现的
气体流量传感器的数据处理技术 气体流量传感器可直接测量介质的流量，其测量结构不受被测介质温度、压力、密度、黏度变化的影响，虽然对外界振动较敏感，但对流体分布不敏感。 气体流量传感器的数据处理技术，气体流量传感器的数据处理技术提供了一个“通往处理的窗户”，当浏览这个窗户时，首先集中在测量管振动频率附近的信号上。实际上，有意地抛弃了其余的信息，很可能正是隐藏在这些“无用的”数据里的信息会铺平通往新的诊断技术的道路。例如，https://www.doczj.com/doc/478342331.html,频谱分析可能会引导我们取得在夹杂空气或团状流动流体测量上的进展，流体在测量管内壁的附着也是另一个有希望被DSP技术检测到的故障，频谱的变化也很可能被用于预测传感器的故障。 气体流量传感器的适用特点 1.测量管形式不一，常见的有以下几种。直管式：加工简单，易制造，不易启振，故管壁需薄一点，使用寿命较短；弯管式：容易启振，管壁可厚一点，气体流量传感器的机械加工复杂些，振动频率要选大一点；单管式：不用分流，零点稳定，机械加工简单，但易受外来振动影响；双管式：不受外来振动干扰，分流不均匀会造成零点变化，机械加工也复杂些。 2.信号处理技术难度大，零点易漂移，不适合低压、低密度气体测量。 3.测量管与工艺管道相对位置可以是平行的（大多数产品采用的
方式），也可以是垂直的。但是只要流量传感器不在工艺管道轴向振动平面内，流量计的抗振动干扰能力可增强。对于质量流量计的测量精度，很多产品上标注的是基本误差+零点不稳定性。仪表制造厂商将流量计精度定得很高，一般是（±0.15%~±0.5%）R。但是量程比也定得很大（100:1），仪表流量上限取得很高。因此流量计的实际测量精度不可能这样高，特别是流量计在小量程段测量流量时，很难保证仪表有高精度。 气体流量传感器虽然压力损失较大，但对各种流体适应性强、抗振干扰能力强，能够获得较高的测量精度。
红外光谱仪的应用 (陕西科技大学材料科学与工程学院西安任莹莹710021) 摘要：傅里叶转换红外光谱(FTIR)是一种用来获得吸收，射出光电导性或固体，液体或气体的拉曼散射的仪器。本文将从红外光谱仪的使用原理，样品制备，结果分析等几个方面对红外光谱仪进行介绍。 关键字：FTIR，原理，样品制备，结果分析 The Application of Infrared Spectrometer (School of Materials Science and Engineering, Shaanxi University of Science and Technology, Xi’an Ren yingying 710021) Abstract:Fourier transform infrared spectroscopy (FTIR) is a kind of instrument, which is used to get absorbed, penetrate photoconductivity or solid, liquid or gas Raman scattering. This article from the principle of the use of infrared spectrometer, sample preparation, the analysis of several aspects, such as the infrared spectrometer is introduced. Key words: FTIR, principle, sample preparation, analysis of the results 一、原理 红外线是波长介于可见光和微波之间的一段电磁波。红外光又可依据波长范围分成近红外、中红外和远红外三个波区，其中中红外区（2.5—5μm；4000—400cm-1）能很好地反映分子内部所进行的各种物理过程以及分子结构方面的特征，对解决分子结构和化学组成中的各种问题最为有效，因而中红外区是红外光谱中应用最广的区域，一般所说的红外光谱大都是指这一范围。 红外光谱法实质上是一种根据分子内部原子间的相对振动和分子转动等信息来确定物质分子结构和鉴别化合物的分析方法。当一束具有连续波长的红外光通过物质，物质分子中某个基团的振动频率和红外光的频率一样时，分子就吸收能量由原来的基态振动能级跃迁到能量较高的振动能级，分子吸收红外辐射后发生振动和转动能级的跃迁，该处波长的光就被物质吸收。将分子吸收红外光的情况用仪器记录下来，就得到红外光谱图。红外光谱图通常用波长(λ)或波数(σ)为横坐标，表示吸收峰的位置，用透光率(T%)或者吸光度(A)为纵坐标，表示吸收强度。如图1，辛烷的红外光谱图，纵坐标为透过率，横坐标为波长λ(μm )或波数(cm-1)。
热式气体质量流量计的工作原理 本文主要介绍热式气体质量流量计的工作原理，安装技术规范、调试方法以及应用注意事项和ST98A流量计在滨化热力公司锅炉中的应用及常见故障处理方法。 3、质量流量计插入深度等于管内径的1/2＋12.7＋管厚。 4、接线 1）、出于安全因素的考虑，ST98特别要求220V AC电源采用三线制，其中一根接地线必须连接到流量变送器接线端子排的接地终端。 2）、因传统4～20mA的I/O产品对变频驱动设备等产生的高频噪声干扰较为敏感，且现场的电气高频噪声污染较为严重。避免仪表信号传输回路遭受干扰，对输出信号电缆采用屏蔽电缆，且屏蔽层在靠近变送器一端接地，DCS机柜一端包裹保护起来。 5、现场传感器部分按照图三、四联接
五、调试 使用ST98流量变送器提供的RJ－12通讯串口与FCI的FC88通讯器进行链接通讯。 第一、将风机负荷调节至40％，在过程连接头A处插入传感器总长度1／3，记录FC88 T状态下流量值，继续推进传感器至2／3处，记录流量值，最后全部推进，记录流量值。然后将传感器分别移至B和C点记录数据。 第二、将风机负荷调节至60％，在过程连接头A处插入传感器总长度1／3，记录FC88 T状态下流量值，继续推进传感器至2／3处，记录流量值，最后全部推进，记录流量值，然后将传感器分别移至B和C点记录数据。 第三、将风机负荷调节至80％，在过程连接头A处插入传感器总长度1／3，记录FC88 T状态下流量值，继续推进传感器至2／3处，记录流量值，最后全部推进，记录流量值。然后将传感器分别移至B和C点记录数据。把3个不同负荷下的9个数据相加除9，既为不同负荷下瞬时流量值。 示例：负荷40％点 A位置三个数据分别为：365NCMH、500 NCMH、700 NCMH。B位置三个数据分别为：200 NCMH、600 N CMH、900 NCMH， C位置三个数据分别为：800 NCMH、900 NCMH、1000 NCMH，9个数据相加，计算平均值是663 NCMH，这就是此管道的瞬时流量值，最佳安装点是A3或B2 。若安装在A3点，K系数为663除以7 00所得值0.947。若安装在B2点, K系数为663除以600所得值为1.105。三种不同负荷状态下数据计算，可寻出最佳的安装位置以及流场分布点，便于减小误差。 六、菜单控制和结构 1、大部分条目需要敲至少两个键：一个字母加[ENTER]键，或一个或多个数字加[ENTER]键。 2、所以有的用户条目由输入模式（input Mode）?<提示开始，只是当设备处于主功能模式下（这时需按[EN TER]选择条目）时除外。 3、 Y/N表示是（Y），保存或者改变参数，或否（N），不要保存或改变参数。 4、使用backspace（后退一格）[BKSP]键可以退后。 常用菜单选项表
气体流量传感器可能之前不是很了解，其实它也气体流量传感器的一种。气体检测仪所用的传感器是气体流量传感器的一种，气体流量传感器是一种将气体的成份、浓度等信息，有效转换为可以被人员、仪器仪表、计算机等利用的信息的装置。那么，我们应该如何更好地选择气体检流量传感器呢？ 首先要流量传感器的线性范围气体流量传感器的线形范围是指输出与输入成正比的范围。以理论上讲，在此范围内，灵敏度保持定值。气体流量传感器的线性范围越宽，则其量程越大，并且能保证一定的测量精度。在选择气体流量传感器时，当气体流量传感器的种类确定以后首先要看其量程是否满足要求。但实际上，任何流量传感器都不能保证绝对的线性，其线性度也是相对的。当所要求测量精度比较低时，在一定的范围内，可将非线性误差较小的气体流量传感器近似看作线性的，这会给测量带来极大的方便。然后再确定气体检测仪传感器的类型气体流量传感器的类型应根据测试气体对象与使用环境来综合考虑。在进行具体测量工作之前，我们首先要考虑可燃气体检测仪应采用何种原理的气体流量传感器，这需要综合考虑多方面的因素之后才能确定。 因为，即使是测量同一物理量，也有多种原理的气体流量传感器可供选用，哪一种原理的气体流量传感器更为合适，则需要根据被测量的特点和传感器的使用条件考虑。建议可以从气体检测仪的量程大小；信号的传递方法（有线或是非接触测量）；被测位置对传感器体积要求；传感器产地（国产或进口）；价格合适以及测量方式https://www.doczj.com/doc/478342331.html,（接触式或非接触式）等六个方面来选用何种类型的传感器。谨记着两点还是很重要的，至少能帮助你在选择气体流量传感器中起到一定的作用，希望能帮助即将要购买气体流量传感器的朋友们！！
一、数据预处理 （1）中心化变换 （2）归一化处理 （3）正规化处理 （4）标准正态变量校正（标准化处理）（Standard Normal Variate,SNV）（5）数字平滑与滤波（Smooth） （6）导数处理（Derivative） （7）多元散射校正（Multiplicative Scatter Correction,MSC） （8）正交信号校正（OSC） 二、特征的提取与压缩 （1）主成分分析（PCA） （2）马氏距离 三、模式识别（定性分类） （1）基于fisher意义下的线性判别分析（LDA） （2）K-最邻近法（KNN） （3）模型分类方法（SIMCA） （4）支持向量机（SVM） （5）自适应boosting方法（Adaboost） 四、回归分析（定量分析） （1）主成分回归（PCR） （2）偏最小二乘法回归（PLS） （3）支持向量机回归（SVR）
一、数据预处理 （1） 中心化变换 中心化变换的目的是在于改变数据相对于坐标轴的位置。一般都是希望数据集的均值与坐标轴的原点重合。若x ik 表示第i 个样本的第k 个测量数据，很明显这个数据处在数据矩阵中的第i 行第k 列。中心化变换就是从数据矩阵中的每一个元素中减去该元素所在元素所在列的均值的运算： u ik k x x x =- ，其中k x 是n 个样本的均值。 (2) 归一化处理 归一化处理的目的是是数据集中各数据向量具有相同的长度，一般为单位长度。其公式为： 'ik x = 归一化处理能有效去除由于测量值大小不同所导致的数据集的方差，但是也可能会丢失重要的方差。 （3）正规化处理 正规化处理是数据点布满数据空间，常用的正规化处理为区间正规化处理。其处理方法是以原始数据集中的各元素减去所在列的最小值，再除以该列的极差。 min() 'max()min() ik ik k k x xk x x x -= - 该方法可以将量纲不同，范围不同的各种变量表达为值均在0~1范围内的数据。但这种方法对界外值很敏感，若存在界外值，则处理后的所有数据近乎相等。 （4） 标准化处理（SNV ）也称标准正态变量校正 该处理能去除由单位不同所引起的不引人注意的权重，但这种方法对界外点不像区间正规化那样的敏感。标准化处理也称方差归一化。它是将原始数据集各个元素减去该元素所在列的元素的均值再除以该列元素的标准差。 ';ik k ik k k x x x S S -==
流量计介绍 节流式流量计流体振动式流量计 质量流量计工作原理和特性超声波流量计种类介绍 涡轮流量计的特点与安装使用热线测速计的基本原理 涡街流量计的基本结构容积式流量仪表的工作原理 均速管流量计的现状与发展电磁流量计 电磁流量计的基本原理椭圆齿轮流量计介绍 科里奥利质量流量计的现状与未来容积式流量计的结构 涡轮流量计的工作原理与结构流量计类型 IC 卡智能水表车载气体音速喷嘴流量检定系统 智能化涡街流量测量系统热线测速计敏感元件的基本构造 质量流量计国家计量器具检定规程（流量部分） 超声波多普勒流量计测量原理涡街流量计的原理 热量表的热量计量原理及计算科里奥利质量流量计动态特性的研究 —种新颖型的流量计——气体质量流量计V型内锥式流量(VNＺ流量计） 涡轮流量计 涡轮流量计是一种速度式流量计，其结构如图12.9所示。它主要由涡轮、导流器、壳体和磁电传感器等组成,涡轮的转轴的轴承由固定在壳体上的导流器所支撑。壳体由不导磁的不锈钢制成，涡轮为导磁的不锈钢,它通常有4～８片螺旋形叶片。当流体通过流量计时，推动涡轮使其以一定的转速旋转，此转速是流
体流量的函数。而装在壳体外的非接触式磁电转速传感器输出脉冲信号的频率与涡轮的转速成正比。因此，测定传感器的输出频率即可确定流体的流量。 为了减小流体作用在涡轮上的轴向推力,采用反推力方法对轴向推力进行自动补偿。从涡轮的几何形状可以看出，当流体流过k-k截面时，流速变大而静压力下降,随着流通截面的逐渐扩大，静压力逐渐上升,收缩截面k－ｋ与k`－k`之间产生了不等的静压场。它所形成的压力差,使得作用在涡轮转子上的力（此力的轴向分力与流体的轴向推力反向)抵消一部分流体的轴向推力,从而减轻轴承的轴向负载。采用轴向推力自动补偿可以提高仪表的寿命和精确度。 流体进口处设有导向环和导向座组成的导流器，它使流体到达涡轮前先导直,避免因流体自旋而改变流体与涡轮叶片的作用角,从而保证仪表的精确度。为了进一步减小流体自旋的影响,流量计前后都应装有与它口径相同的一段直管段。一般流体进口的直管段长度为管道直径10倍以上,出口直管段长度不小于直径的５倍。 如果忽略轴承的摩擦及涡轮的功率损耗，经分析可知,通过流量计的流体流量q v与传感器输出的脉冲信号频率的关系为: （１2.7) 式中:f—输出电脉冲信号的频率，Hｚ; —仪表常数(频率—流量转换系数）。 仪表常数反映涡轮流量计的工作特性,它与流量计本身的结构、流体的性质和流体在涡轮周围的流动状态等因素有密切的关系。实验表明,只有当涡轮周围流体的流态为充分紊流状态时，值才能接近一个常数值,此时流量与涡轮的转速近似成线性关系。反之,当通过流体的流态为层流状态时，值将随流体的流量和粘度的变化而改变。虽然值是在非线性范围内,但其复现性仍然很好。因此,只要根据涡轮流量计的输出频率和流体的粘度对值作适当修正，同样可以在非线性范围内使用。 流体温度变化也影响值，流体温度升高时,流量计本身要膨胀,内径会增大,流速就会降低，因此值也就减小。反之,温度下降值增大，一般每１
红外光谱技术 学号：1211050126 姓名：徐健榕 班级：12110501
摘要 红外光谱作为一门先进的技术，已经在各个领域得到了广泛的应用，。本文主要了解红外光谱分析的历史发展、现状分析、研究应用及其应用成果。 关键词：红外光谱历史应用成果 一、红外光谱的历史发展 真正意义上对光谱的研究是从英国科学家牛顿(Newton) 开始的.1666 年牛顿证明一束白光可分为一系列不同颜色的可见光, 而这一系列的光投影到一个屏幕上出现了一条从紫色到红色的光带.牛顿导入"光谱" (spectrum)一词来描述这一现象.牛顿的研究是光谱科学开端的标志. 从牛顿之后人类对光的认识逐渐从可见光区扩展到红外和紫外区.红外辐射是18世纪末，19世纪初才被发现的。1800年英国物理学家赫谢尔（Herschel）用棱镜使太阳光色散，研究各部分光的热效应，发现在红色光的外侧具有最大的热效应，说明红色光的外侧还有辐射存在，当时把它称为“红外线”或“热线”。这是红外光谱的萌芽阶段。由于当时没有精密仪器可以检测，所以一直没能得到发展。过了近一个世纪，才有了进一步研究并引起注意。 1892年朱利叶斯（Julius）用岩盐棱镜及测热辐射计（电阻温度计），测得了20几种有机化合物的红外光谱，这是一个具有开拓意义的研究工作，立即引起了人们的注意。1905年库柏伦茨（Coblentz）测得了128种有机和无机化合物的红外光谱，引起了光谱界的极大轰动。这是红外光谱开拓及发展的阶段。到了20世纪30年代，光的二象性、量子力学及科学技术的发展，为红外光谱的理论及技术的发展提供了重要的基础。不少学者对大多数化合物的红外光谱进行理论上研究和归纳、总结，用振动理论进行一系列键长、键力、能级的计算，使红外光谱理论日臻完善和成熟。尽管当时的检测手段还比较简单，仪器仅是单光束的，手动和非商化的，但红外光谱作为光谱学的一个重要分支已为光谱学家和物理、化学家所公认。这个阶段是红外光谱理论及实践逐步完善和成熟的阶段。20世纪中期以后，红外光谱在理论上更加完善，而其发展主要表现在仪器及实验技术上的发展：①1947年世界上第一台双光束自动记录红外分光光度计在美国投入使用。这是第一代红外光谱的商品化仪器；②20世纪60年代，采用光栅
热式气体质量流量测量的研究现状 1.温度补偿的研究现状：通常热式气体流量测量的温度补偿采用温度传感器测 量温度变化，实现温度的补偿。 1997年，Amauri Oliveira提出了一种新的温度补偿方法.采用2个惠斯顿电桥电路，将2个相同的加热元件保持在不同的工作温度下，通过AD采样2个电桥的输出电压，获得了与温度无关的气体流量，从而消除了气体温度对流量测量的影响，具体测量电路为图2.6所示。 2000年，R.P.C Ferreira提出了基于单传感器的温度补偿方法，见图2.7所示。在测量电路通过控制开关的方向，使得测量电阻Rs工作在2种不同的温度下，实现但对气体流量的测量。与Amauri Oliveira的方法相比，简化了测量电路.但是在分析的过程中，认为运算放大器具有无限的带宽。 2003年，R.P.CFerreira在单传感器温度补偿方法的基础上，考虑了电路中运放带宽和偏置电压的影响，研究表明静态的特性与以前的结果一致，而动态的特性在考虑了运放的带宽后结果截然不同，说明了电路中运放的带宽对传感器的动态特性起重要的作用。 2003年，Teckjin Nam针对惠斯顿电桥温度补偿时产生的误差，提出了一种基于数学方法的热式气体流量传感器补偿方法，通过对加热电阻助的变化斜率进行修正，保证了传感器的输出不随气体温度而变化，并通过实验说明了补偿的效果。
2003年，岛田腾介等人采用了温度差修正装置实现对热分布式流量计的温度修正.该修正装置通过2个温度传感器分别测量流体的温度和管道的温度，计算出温度差，然后按照流体的流量从温度差修正表中求取流量的修正值。温 度差、流量流量与流量修正值的关系由实验获得。 2006年，山田雅通等人通过调整单元实现温度的补偿.由于有Si的铂电阻 作为传感器，因此在调整过程中，随着气体介质温度的提高，过温度变低，从而改善了热式流量计的温度特性。 2006年，中国计量学院梁国伟等对热膜气体流量计进行了实验研究，采用在惠斯顿电桥的温度补偿电阻上串联和并联电阻，使得两个桥臂电阻的比值随环境的变化曲线更加接近，实现流量测量的温度补偿，见图2.8。 2006年，哈尔滨工程大学王蒙提出了基于数据融合理论的温度补偿方法，对流量和温度同时进行测量，采用线性回归分析法建立气体流量与传感器间的关系，从而有效的消除了温度变化的影响。 2006年，上海交通大学刘金平在分析了温度变化对流量测量结果的影响后，提出了一种温度补偿方法和实现电路，具体温度偏移补偿电路见图2.9。实验结果表明，所设计的空气质量流量计在大范围环境温度变化时，具有较高精度。
LWGQ型气体涡轮流量传感器使用说明书 1、概述 本说明书注意叙述了LWGQ气体涡轮流量计的标准技术规格、型号及其安装、操作和维修。请在使用前阅读本手册。但在手册中没有叙述用户的不同特点，也未对每一次的技术规格、结构或部件的修改作订正，因为有些修改不会对仪器的功能和操作有影响。 LWGQ气体型涡轮流量传感器（以下简称传感器）是一种精密流量测量仪表，与相应的流量积算仪表配套可用于测量液体的流量和总量。广泛用于石油、化工、冶金、科研等领域的一般气体、天然气、煤气等气体计量、控制系统。 传感器和输出放大器有多种组合（详见型号规格代码表），该传感器还可与控制室中的二次仪表或控制器相连，实现积算、传输和控制功能。 2、技术性能 传感器的公称通径、流量范围、流体温度、公称压力、环境温度、相对湿度、最大压力损失见表1，型号、规格代码表见表2。
注：1、法兰连接尺寸按JB/T 81-1994或JB/T 79-1994。 2、有*者为特殊定货 3、结构与工作原理 3.1结构 传感器的结构如图1所示，它主要由壳体、前导向架、叶轮、后导向架、压紧圈和带放大器的磁电感应转换器等组成； 3.2工作原理 当被测流体流经传感器时，传感器内的叶轮借助于流体的动能而产生旋转，叶轮即周期性地改变磁电感应系统中的磁电阻，使通过线圈的磁通量周期性地发生变化而产生电脉冲信号，经放大器放大后传送至相应的流量积算仪表，进行流量或总量的测量。 4、外形尺寸及安装 4.1外形尺寸 1、公称通径DN15~25（公称压力PN6.3Mpa 见图2，表3）
2.公称通径DN40~80，在公称压力PN1.6Mpa和PN2.5Mpa时，法兰连接尺寸DN100~200中，带括号者为公称压力PN2.5Mpa的法兰尺寸。DN250，300公称压力PN1.6Mpa。 3.一般出厂产品配公称压力PN1.6Mpa的法兰。 4.2安装 1.安装的场所 传感器应在被测气体的温度为-20~+60℃，环境相对湿度不大于95%的条件下工作。从维护方便角度考虑，应安装在容易拆换和避免配管振动或配管有应力影响的场所。考虑到对放大器的保护，应尽量避免使它受到强的热辐射和放射性的影响。同时，必须避免外界强电磁场对检测线圈的影响，如不能避免时，应在传感器的放大器上加设屏蔽罩，否则干扰将会严重影响显示仪表的工常工作。 2.安装的位置 传感器应水平安装，安装时传感器上的指示流向的箭头应与流体的流动方向相符。 3.配管要点
质量流量计工作原理的学习 质量流量计以科氏力为基础，在传感器内部有两根平行的T型振管，中部装有驱动线圈，两端装有拾振线圈，质量流量计直接测量通过流量计的介质的质量流量，还可测量介质的密度及间接测量介质的温度。质量流量计是一种重要的流量测量仪表。质量流量计是采用感热式测量。 流体的体积是流体温度和压力的函数，它是一个因变量，而流体的质量是一个不随时间、空间温度、压力的变化而变化的量。如前所述，常用的流量计中，如孔板流量计、涡轮流量计、涡街流量计、电磁流量计、转子流量计、超声波流量计和椭圆齿轮流量计等的流量测量值是流体的体积流量。在科学研究、生产过程控制、质量管理、经济核算和贸易交接等活动中所涉及的流体量一般多为质量。采用上述流量计仅仅测得流体的体积流量往往不能满足人们的要求，通常还需要设法获得流体的质量流量。以前只能在测量流体的温度、压力、密度和体积等参数后，通过修正、换算和补偿等方法间接地得到流体的质量。这种测量方法，中间环节多，质量流量测量的准确度难以得到保证和提高。随着现代科学技术的发展，相继出现了一些直接测量质量流量的计量方法和装置，从而推动了流量测量技术的进步。 流体的体积是流体温度、压力和密度的函数。在工业生产和科学研究中，仅测量体积流量是不够的，由于产品质量控制、物料配比测定、成本核算以及生产过程自动调节等许多应用场合的需要，还必须了解流体的质量流量。 质量流量计的测量方法，可分为间接测量和直接测量两类。间接式测量方法通过测量体积流量和流体密度经计算得出质量流量，这种方式又称为推导式；直接式测量方法则由检测元件直接检测出流体的质量流量。 1．间接式质量流量计 间接式质量流量测量方法，一般是采用体积流量计和密度计或两个不同类型的体积流量计组合，实现质量流量的测量。常见的组合方式主要有3种。 （1）节流式流量计与密度计的组合 由前述知，节流式流量计的差压信号P ?正比于2 qρ，如图1所示，密度计 v 连续测量出流体的密度ρ，将两仪表的输出信号送入运算器进行必要运算处理，即可求出质量流量为
红外光谱测试法 红外光谱 (Infrared Spectroscopy, IR) 的研究始于 20 世纪初，自1940 年红外光谱仪问世，红外光谱在有机化学研究中广泛应用。新技术（如发射光谱、光声光谱、色红联用等）出现，使红外光谱技术得到发展。 原理 当一束具有连续波长的红外光通过物质，物质分子中某个基团的振动频率或转动频率和红外光的频率一样时，分子就吸收能量由原来的基态振(转)动能级跃迁到能量较高的振(转)动能级，分子吸收红外辐射后发生振动和转动能级的跃迁，该处波长的光就被物质吸收。所以，红外光谱法实质上是一种根据分子内部原子间的相对振动和分子转动等信息来确定物质分子结构和鉴别化合物的分析方法。将分子吸收红外光的情况用仪器记录下来，就得到红外光谱图。红外光谱图通常用波长(λ)或波数 (σ)为横坐标，表示吸收峰的位置，用透光率(T%)或者吸光度(A)为纵坐标，表示吸收强度。 当外界电磁波照射分子时，如照射的电磁波的能量与分子的两能级差相等，该频率的电磁波就被该分子吸收，从而引起分子对应能级的跃迁，宏观表现为透射光强度变小。电磁波能量与分子两能级差相等为物质产生红外吸收光谱必须满足条件之一，这决定了吸收峰出现的位置。 红外吸收光谱产生的第二个条件是红外光与分子之间有偶尔作用，为了满足这个条件，分子振动时其偶极矩必须发生变化。这实际上保证了红外光的能量能传递给分子，这种能量的传递是通过分子振动偶极矩的变化来实现的。并非所有的振动都会产生红外吸收，只有偶极矩发生变化的振动才能引起可观测的红外吸收，这种振动称为红外活性振动；偶极矩等于零的分子振动不能产生红外吸收，称为红外非活性振动。 应用 红外光谱对样品的适用性相当广泛，固态、液态或气态样品都能应用，无机、有机、高分子化合物都可检测。此外，红外光谱还具有测试迅速，操作方便，重复性好，灵敏度高，试样用量少，仪器结构简单等特点，因此，它已成为现代结构化学和分析化学最常用和不可缺少的工具。红外光谱在高聚物的构型、构象、力学性质的研究以及物理、天文、气象、遥感、生物、医学等领域也有广泛的应用。 红外吸收峰的位置与强度反映了分子结构上的特点，可以用来鉴别未知物的结构组成或确定其化学基团；而吸收谱带的吸收强度与化学基团的含量有关，可用于进行定量分析和纯度鉴定。另外，在化学反应的机理研究上，红外光谱也发挥了一定的作用。但其应用最广的还是未知化合物的结构鉴定。 红外光谱不但可以用来研究分子的结构和化学键，如力常数的测定和分子对称性的判据，而且还可以作为表征和鉴别化学物种的方法。例如气态水分子是非线性的三原子分子，它的v1=3652厘米、v3=3756厘米、v2=1596厘米而在液态水分子的红外光谱中，由于水分子间的氢键作用，使v1和v3的伸缩振动谱带叠
FSG4000系列
性能指标
FSG4003 通径 最大流量 量程比 精度 重复性 零点输出漂移 输出漂移 响应时间 工作电源 输出方式 最大流量压损 最大工作压力 100 0.4 -5~+55 -20~+65 <95 可拆式软管接头 15 NPT 1/4 23 g 空气(或其他气体), 20 ℃,101.325kPa 3 1,2,5 >100:1 ±(4%±1%FS) ±2% ±30 0.2 10 8~18Vdc, 50mA 线性，模拟0.5~4.5Vdc 500 Pa MPa ℃ ℃ %RH mV %/℃ ms FSG4008 8 10,20 单位 mm SLPM
产品特点
传感器灵敏度高，有极小的始动流量 传感器芯片采用热质量流量计量，无需温度压力补 偿，保证了传感器的高精度计量 在单个芯片上实现了多传感器集成，使传感器的量 程比大大提高； 传感器的零点稳定度高 全量程高稳定性 全量程高精确度和优良的重复性 低功耗 低压损 响应时间快
工作温度 储存温度 工作湿度 机械接口 校准方式 重量
备注：1， 传感器使用前需要预热一分钟； 2， 防止损坏的最大流量变化量为：FSG4003 为 10SLPM/sec， FSG4008 为 30SLPM/sec。
安装尺寸
简介
FSG4000 系列小流量气体质量流量传感器是专门为各 类小流量气体的测量和过程控制而设计的。这一系列传 感器均采用本公司自主研发的微机电系统（MEMS）流 量传感芯片来制作，适用于各类清洁气体。独特的封装 技术使之可用于各类管径，成本低、易安装、不需要温 度压力补偿， 可替代容积式或压差式的传统流量传感器。
图一，传感桥电路
VREF
C1 R1 R2
Vu Vd
Rd
Ru
接线定义
引脚 1 2 3 引脚名称 Vout VCC GND 引脚定义 模拟输出正（+） 输入电源正（+） 电源/信号地（-）
（1）差压式流量计 差压式流量计是以伯努利方程和流体连续性方程为依据，根据节流原理，当流体 流经节流件时（如标准孔板、标准喷嘴、长径喷嘴、经典文丘利嘴、文丘利喷嘴等），在其前后产生压差，此差压值与该流量的平方成正比。在差压式流量计中，因标准孔板节流装置差压流量计结构简单、制造成本低、研究最充分、已标准化而得到最广泛的应用。孔板流量计理论流量计算公式为： 式中，qf为工况下的体积流量，m3/s；c为流出系数，无量钢；P =d/D,无量钢; d为工况下孔板内径，mm D为工况下上游管道内径，mm ￡为可膨胀系数，无量钢；△ P为孔板前后的差压值，Pa；P 1为工况下流体的密度，kg/m3。 对于天然气而言，在标准状态下天然气积流量的实用计算公式为: 眇=九G ?护F G￡迅号Jpi如 式中，qn为标准状态下天然气体积流量，m3/s；As为秒计量系数，视采用计量单位而定，此式As=3.1794X lO-6 ; c为流出系数；E为渐近速度系数；d为工况下孔板内径，mm FG为相对密度系数，￡为可膨胀系数；FZ为超压缩因子；FT 为流动湿度系数；pi为孔板上游侧取压孔气流绝对静压，MPa △ P为气流流经 孔板时产生的差压，Pa。 差压式流量计一般由节流装置（节流件、测量管、直管段、流动调整器、取压管路）和差压计组成，对工况变化、准确度要求高的场合则需配置压力计（传感器或变送器）、温度计（传感器或变送器）流量计算机，组分不稳定时还需要配置在线密度计（或色谱仪）等。 （2）速度式流量计 速度式流量计是以直接测量封闭管道中满管流动速度为原理的一类流量计。工业应用中主要有： ①涡轮流量计：当流体流经涡轮流量传感器时，在流体推力作用下涡轮受力旋转，其转速与管道平均流速成正比，涡轮转动周期地改变磁电转换器的磁阻值，检测线圈中的磁通随之发生周期性变化，产生周期性的电脉冲信号。在一定的流量（雷诺数）范围内，该电脉冲信号与流经涡轮流量传感器处流体的体积流量成正比。涡轮流量计的理论流量方程为： 式中n为涡轮转速；qv为体积流量；A为流体物性（密度、粘度等），涡轮结构参数（涡轮倾角、涡轮直径、流道截面积等）有关的参数；B为与涡轮顶隙、流 体流速分布有关的系数；C为与摩擦力矩有关的系数。 ②涡街流量计：在流体中安放非流线型旋涡发生体，流体在旋涡发生体两侧交 替地分离释放出两列规则的交替排列的旋涡涡街。在一定的流量（雷诺数）范围内，旋涡的分离频率与流经涡街流量传感器处流体的体积流量成正比。涡街流量计的理论流量方程
MODEL 10A热式气体质量流量计安装及调试说明书 北京德菲世纪仪表有限公司 地址：北京市海淀区上地信息路1号1栋805 电话：010 – 6296 2862 传真：010 – 6296 2860 邮编：100085 网址：https://www.doczj.com/doc/478342331.html,
目录 第一部分介绍 1.1 操作原理 (4) 1.2 尺寸及安装细节 (5) 1.3 分体尺寸及安装细节 (6) 第二部分安装 2.1 安装（插入式） (7) 2.1.1 安装 (7) 2.1.2 安装深度 (7) 2.1.3 传感器方向 (7) 2.2 安装（带测量管式） (8) 2.2.1 安装 (8) 2.2.2传感器方向 (8) 2.3 安装位置 (8) 第三部分显示 3.1 显示，科学记数法 (9) 3.2 菜单选择 (10) 3.3 显示方式 (11) 3.3.1 错误显示 (11) 3.3.2 供选择的显示 (11) 第四部分编程 4.1 编程步骤 (11) 4.1.1 取消 (11) 4.2 管道面积设置 (11) 4.2.1 插入式 (11) 4.2.2 带测量管式 (11) 4.3 4-20mA 设置 (11) 4.3.1 20mA 设置 (11) 4.3.2 4mA 设置 (11) 4.4 报警设置 (11) 4.4.1 标准/故障安全方式 (11) 4.4.2 高报警设置 (11) 4.4.3 低报警设置 (11) 4.5 阻尼设置 (12) 4.6 总体积重新设置 (12)
第五部分接线 5.1 接线安装 (12) 5.2 电源输入接线及接地 (12) 5.3 4-20mA输出接线（独立输出） (13) 5.4 4-20mA 输出接线（非独立输出） (13) 5.5 报警输出接线 (13) 5.6 分体式接线安装 (13) 5.6.1 24Vdc 输入 (13) 5.6.2 两线制流量信号连接 (13) 第六部分维护 6.1 拆卸电子单元 (14) 6.2 传感器清洗 (14) 6.3 探头的破损 (14) 6.4 标定 (14) 6.5（标准或NFP单元） (14) 6.5.1替换保险丝（分体式单元） (14) 第七部分故障 (15) 7.1 客户服务及装运说明 (15) 注意 在进行操作之前请仔细阅读此说明书。错误的理解将会导致人员伤害或仪器损坏。维修及调试请与以下地址联系： FOX INDUSTRY 505 MAYOCK RD., SUITE A4 GILROY, CA 95020 (408) 847-2090 FAX: (408) 847-1806