论述了利用Ｉｎｔｅｌ８０３２单片机，采用多路涡轮流量传感器，实现对液体流量自动测量的智能流量巡检仪器，具有超限报警，串行通信等功能，通用性强，性能稳定，抗干扰能力强。文中还论述了系统工作原理及软硬件设计方法。

在气液两相流实验装置上,对3台具有不同导程叶轮的涡轮流量传感器测量水平气液两相泡状流的特性进行了实验研究.发现随着体积含气率的变化,3台传感器的流量特性曲线、仪表系数迁移量、重复性误差均会发生明显变化.具有较小导程叶轮的传感器,其性能优于其它两台传感器.对造成涡轮流量传感器测量特性改变与误差的原因进行了分析讨论,并对体积含气率变化影响涡轮流量传感器特性的物理机理进行了分析.

基于涡轮流量传感器的工作原理,本文对因柴油温度、密度的改变而产生的计量误差进行了较为深入研究,给出"通用型温度补偿算法",实现了优于0.11%的质量仪表系数的精度.同时给出补偿式柴油质量计量仪表的硬件及软件系统的设计方案,以该方案制成的样机在标定实验中获得了0.2%的计量精度.

以Fluent软件为工具，采用双流体模型，对涡轮流量传感器测量体积含气率低于10％的气液两相泡状流进行了数值仿真．提出了以仪表系数迁移量为评价涡轮流量传感器测量气液两相流性能的方法．通过对传感器内部流场的分析可知：随着入口体积含气率的增加，叶片吸力面侧、叶片尾缘附近的气相体积分数明显增加，导致传感器仪表系数迁移量明显增大．以现有传感器与改进传感器的仪表系数迁移量仿真值的对比为判定依据，对现有传感器进行了改进设计．在天津大学自动化学院气液两相流装置上进行了实验，验证了该改进设计的有效性.

天然气计量系统通常由流量传感器、温度变送器、压力变送器、在线色谱仪和流量计算机组成。其工作原理为:由流量传感器( 如超声波流量传感器、涡轮流量传感器及各种类型的节流装置配合差压变送器)测量天然气的工况流量; 温度变送器测量天然气的工况温度; 压力变送器测量天然气的工况压力; 在线色谱仪测量天然气的组分; 流量计算机接收流量传感器、温度变送器、压力变送器、在线色谱仪的输出信号, 计算天然气在规定的标准状态下的体积流量(标况流量)。

分析了涡轮流量传感器的工作原理.研究了由于燃油的温度变化引起的传感器本身尺寸变化、燃油密度变化给计量精度带来的影响.在温度、压力可调整的燃油实验装置上对传感器进行了实验研究.发现可以用线性公式来描述质量仪表系数随温度变化的规律;质量仪表系数的绝对变化量、相对变化量可近似为恒定值.提出了两种温度补偿方法可分别得到优于0.2%和优于0.25%的质量流量计量精度.

通过对建立的数学模型求解优化了涡轮流量传感器的结构参数,减小了传感器仪表系数的线性度误差.利用叶轮的四个结构参数建立了单相流条件下涡轮流量传感器的数学模型,以仪表系数的线性度误差为约束方程,采用多变量非线性规划算法对模型求解来获取优化后的结构参数值.以50 mm和25 mm口径的涡轮流量传感器为优化对象,在水流量装置上进行了实流实验.结果表明,优化后两种口径的涡轮流量传感器的线性度误差分别降低了38.48%和43.59%,表明了理论优化分析的有效性.

针对目前北方地区采暖控制和收费缺陷，给出了一种基于C51单片机的暖气热量测量计费装置，利用单片机对数据的处理和控制功能，采用串口液晶显示模块实时显示所测的室内温度，流体温度以及所消耗的热量值。同时，利用温度传感器对单片机的反馈控制步进电机转动改变阀口的大小，实现水流速度的改变，从而达到改变室内温度的目的。

为了能够采用非实流标定方法来准确预测涡轮流量传感器的仪表系数以及获得传感器内部流场流动情况,分别应用S-A、标准k-ε、RNGk-ε、Realizablek-ε以及标准k-ω5种湍流模型,对涡轮流量传感器内部流场进行三维数值模拟,并将应用各湍流模型得到的仿真仪表系数与实流标定值进行对比和分析.对比结果表明,相比其他4种模型,标准k-ω模型可以更准确地预测涡轮流量传感器的仪表系数,其平均仪表系数与实流标定的仪表系数的相对误差为2.023%.因此,标准k-ω模型更适合应用于涡轮流量传感器内部流场的仿真与仪表系数的预测.