| 摘要 | 第6-8页 |
| ABSTRACT | 第8-10页 |
| 主要符号对照表 | 第14-17页 |
| 第一章 绪论 | 第17-31页 |
| 1.1 课题的研究背景及意义 | 第17-18页 |
| 1.2 流量测量的基本原理 | 第18-20页 |
| 1.3 基于电磁流量传感器的流量测量 | 第20-21页 |
| 1.4 国内外电磁流量传感器领域的研究现状 | 第21-27页 |
| 1.4.1 电磁流量传感器测量方法的研究现状 | 第21-24页 |
| 1.4.2 电磁流量传感器权重函数理论的研究现状 | 第24-25页 |
| 1.4.3 管道流场分布理论的研究现状 | 第25-27页 |
| 1.5 当前电磁流量传感器基础理论研究中所存在的问题 | 第27-28页 |
| 1.6 本论文研究的主要内容及研究路线 | 第28-31页 |
| 1.6.1 论文的主要内容及章节安排 | 第28-30页 |
| 1.6.2 论文的研究路线 | 第30-31页 |
| 第二章 电磁流量传感器相关基础理论 | 第31-49页 |
| 2.1 引言 | 第31页 |
| 2.2 电磁流量传感器的基本原理与测量方程 | 第31-35页 |
| 2.2.1 电磁流量传感器的基本测量原理 | 第31-32页 |
| 2.2.2 电磁流量传感器的测量方程 | 第32-35页 |
| 2.3 电磁流量传感器的权重函数理论 | 第35-39页 |
| 2.3.1 权重函数的定义与发展 | 第35-37页 |
| 2.3.2 电磁流量传感器的边界条件及权重函数求解方法 | 第37-38页 |
| 2.3.3 权重函数的分布及其指标 | 第38-39页 |
| 2.4 流体的流动状态与数学模型 | 第39-44页 |
| 2.4.1 层流与湍流 | 第39-40页 |
| 2.4.2 满管流与非满流 | 第40-42页 |
| 2.4.3 流场计算的经典数学模型 | 第42-44页 |
| 2.5 偏微分方程理论及其计算方法 | 第44-47页 |
| 2.5.1 偏微分方程与物理模型 | 第44-45页 |
| 2.5.2 偏微分的方程的边界条件与求解方法 | 第45-46页 |
| 2.5.3 Comsol仿真平台与有限元计算 | 第46-47页 |
| 2.6 本章小结 | 第47-49页 |
| 第三章 基于调和矢量场及电阻网络建模的权重函数理论研究 | 第49-69页 |
| 3.1 引言 | 第49页 |
| 3.2 三类重要矢量场的基本概念及其性质 | 第49-52页 |
| 3.2.1 单连域与复连域 | 第49-50页 |
| 3.2.2 保守场、管形场与调和场 | 第50-52页 |
| 3.3 调和矢量场与物理场的关联性研究 | 第52-56页 |
| 3.3.1 调和矢量场的泛定方程与无源无旋的物理场 | 第52-54页 |
| 3.3.2 多物理场的相似性及其等效模拟方法构想 | 第54-56页 |
| 3.4 电磁流量传感器权重矢量场的基础理论研究 | 第56-59页 |
| 3.4.1 权重矢量场与调和矢量场 | 第56-57页 |
| 3.4.2 场论背景下的权重函数物理意义 | 第57-58页 |
| 3.4.3 基于调和矢量场的权重函数新计算方法设计思想 | 第58-59页 |
| 3.5 管道流体及传感器边界的纯电阻网络建模 | 第59-61页 |
| 3.5.1 基于笛卡尔坐标的网格建模 | 第59-60页 |
| 3.5.2 基于极坐标的网格建模 | 第60-61页 |
| 3.6 基于调和矢量场和电阻网络建模的权函数求解方法验证 | 第61-67页 |
| 3.6.1 经典满管对称流权重函数的理论推导 | 第61-66页 |
| 3.6.2 单电极电磁流量传感器权重函数的仿真验证 | 第66-67页 |
| 3.7 本章小结 | 第67-69页 |
| 第四章 传感器的算例实现及其权重函数特性研究 | 第69-92页 |
| 4.1 引言 | 第69页 |
| 4.2 电磁流量传感器的分类与算例模型的选取 | 第69-70页 |
| 4.3 基于长弧形电极的非满管电磁流量传感器权重函数研究 | 第70-77页 |
| 4.3.1 传感器模型的构造与数理方程的建立 | 第70-72页 |
| 4.3.2 电极形状与位置对权重函数的影响 | 第72-74页 |
| 4.3.3 流体液位高度对权重函数的影响 | 第74-75页 |
| 4.3.4 断水横截面形状对权重函数的影响 | 第75-77页 |
| 4.3.5 基于长弧形电极的非满管电磁流量传感器特性总结 | 第77页 |
| 4.4 基于测量点和非绝缘测量管的非满管电磁流量传感器权重函数研究 | 第77-85页 |
| 4.4.1 传感器模型的构建 | 第78页 |
| 4.4.2 基于测量点和非绝缘测量管的传感器权重函数研究难点 | 第78-79页 |
| 4.4.3 传感器模型的实质与数理方程的建立 | 第79-80页 |
| 4.4.4 传感器算例参数的选择与主要研究内容 | 第80-81页 |
| 4.4.5 不同液位状态下权重函数分布的研究 | 第81-83页 |
| 4.4.6 不同液位状态下权重函数不均匀度的研究 | 第83页 |
| 4.4.7 流体液位对非绝缘管壁边界条件影响的研究 | 第83-85页 |
| 4.5 基于单点电极和接地电极的非满管电磁流量传感器权重函数研究 | 第85-90页 |
| 4.5.1 基于单点电极和接地电极的非满管电磁流量传感器模型的构建 | 第85-87页 |
| 4.5.2 研究内容与平台设置 | 第87-88页 |
| 4.5.3 不同液位下的权重函数分布研究 | 第88-89页 |
| 4.5.4 不同液位下的权重函数不均匀度研究 | 第89-90页 |
| 4.5.5 单电极安装位置偏差所造成的影响研究 | 第90页 |
| 4.6 本章小结 | 第90-92页 |
| 第五章 非满管直匀流的定常流场分布理论研究 | 第92-107页 |
| 5.1 引言 | 第92页 |
| 5.2 非满管直匀流的理论建模 | 第92-96页 |
| 5.2.1 研究的前提与坐标系的构建 | 第92-93页 |
| 5.2.2 数理方程的建立与边界条件的确定 | 第93-95页 |
| 5.2.3 模型的验证 | 第95-96页 |
| 5.3 非满管直匀流的流场分布研究 | 第96-106页 |
| 5.3.1 不同流体充满度下的沿管流场分布研究 | 第96-98页 |
| 5.3.2 不同流体充满度下的流场发展状态研究 | 第98-101页 |
| 5.3.3 不同流体充满度下的流速分布特征研究 | 第101-102页 |
| 5.3.4 不同流体充满度下的断水截面流速分布研究 | 第102-106页 |
| 5.4 本章小结 | 第106-107页 |
| 第六章 非满管电磁流量计验证系统的设计 | 第107-130页 |
| 6.1 引言 | 第107页 |
| 6.2 基于长弧形电极的非满管电磁流量传感器设计 | 第107-111页 |
| 6.2.1 非满管电磁流量传感器的基本设计理念 | 第107-108页 |
| 6.2.2 非满管电磁流量传感器的结构设计 | 第108-111页 |
| 6.3 转换器硬件电路的相关设计 | 第111-119页 |
| 6.3.1 硬件电路的总体设计方案 | 第111-112页 |
| 6.3.2 关键模块的硬件设计及提要 | 第112-119页 |
| 6.4 转换器软件系统的相关设计 | 第119-128页 |
| 6.4.1 软件系统的总体设计方案 | 第119-123页 |
| 6.4.2 双激励时序机制与信号采集 | 第123-125页 |
| 6.4.3 数字滤波算法的设计 | 第125-128页 |
| 6.5 验证系统设计的可靠性 | 第128页 |
| 6.6 本章小结 | 第128-130页 |
| 第七章 非满管电磁流量传感器验证性实验及分析 | 第130-148页 |
| 7.1 引言 | 第130页 |
| 7.2 非满管流量测量的实验工作环境 | 第130-132页 |
| 7.2.1 实验装置的设计与介绍 | 第130-131页 |
| 7.2.2 实验装置的工作流程 | 第131-132页 |
| 7.3 验证性实验的主要设计思想及内容 | 第132页 |
| 7.4 管道流速的验证 | 第132-137页 |
| 7.4.1 基于传感器新基础理论的流场模型仿真 | 第132-136页 |
| 7.4.2 实验数据验证与参数评估 | 第136-137页 |
| 7.5 传感器权重函数的验证 | 第137-143页 |
| 7.5.1 基于传感器新基础理论的权重场模型仿真 | 第137-141页 |
| 7.5.2 传感器线圈磁场的仿真模拟 | 第141-142页 |
| 7.5.3 实验数据验证与参数评估 | 第142-143页 |
| 7.6 非满管流体参数对传感器输出及流量的影响 | 第143-146页 |
| 7.7 本章小结 | 第146-148页 |
| 第八章 结论与展望 | 第148-151页 |
| 8.1 论文完成的主要工作及主要创新点 | 第148-150页 |
| 8.2 今后研究工作的展望 | 第150-151页 |
| 参考文献 | 第151-160页 |
| 附录 | 第160-165页 |
| 作者在攻读博士学位期间公开发表的论文和专利 | 第165页 |
| 作者在攻读博士学位期间的获奖情况 | 第165-166页 |
| 作者在攻读博士学位期间所作的项目 | 第166-167页 |
| 致谢 | 第167-168页 |
