CN108168636A - Rp-3燃油质量流量测量方法 - Google Patents

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雷天人
陈巧军
冯治
丁浩
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    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01F—MEASURING VOLUME, VOLUME FLOW, MASS FLOW OR LIQUID LEVEL; METERING BY VOLUME
    • G01F1/00—Measuring the volume flow or mass flow of fluid or fluent solid material wherein the fluid passes through a meter in a continuous flow
    • G01F1/76—Devices for measuring mass flow of a fluid or a fluent solid material
    • G01F1/86—Indirect mass flowmeters, e.g. measuring volume flow and density, temperature or pressure

Abstract

本发明涉及一种RP‑3燃油质量流量测量方法，基于大量RP‑3燃油密度‑温度特性实验测试数据及测试数据分析为基础，建立燃油密度测量数学模型；利用数学逻辑推理出瞬时质量流量测量数学模型。本发明采用实验室重复燃油密度‑温度测试，建立燃油密度‑温度物理特性数学模型；通过燃油单次、批次物理特性测试数据分析，建立了重复性、一致性、稳定性可靠的燃油密度测量数学模型。本发明依据质量流量测量数学模型，可利逆向应用工程，利用计算机软硬件编程方法，实现试验器燃油质量流量模型仿真实时在线测量，实现燃油介质温度下质量流量在线实时测量。

Description

RP-3燃油质量流量测量方法
技术领域
本发明属于计量测试领域，涉及一种流量测量方法，尤其涉及一种RP-3燃油质量流量测量方法。
背景技术
国外、内外现有流体质量流量测量多采用质量流量计直接测量技术。目前，燃油附件产品流量测试系统，既要考虑产品性能测试动态特性及稳态特性测试，也要考虑质量流量使用成本和使用空间，试验器流量测试系统设计多采用涡轮传感器测试，但涡轮测试值是瞬时体积流量，为转化为瞬时质量流量需科学准确实时转化，需研究涡轮流量传感器测量的瞬时体积流量如何科学准确实时转化为质量流量。
发明内容
为了解决背景技术中存在的上述技术问题，本发明提供了一种可实现燃油介质温度下质量流量在线实时测量的RP-3燃油质量流量测量方法。
为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：
一种RP-3燃油质量流量测量方法，其特征在于：所述RP-3燃油质量流量测量方法包括以下步骤：
1)构建RP-3燃油密度随温度变化的数学模型，所述RP-3燃油密度随温度变化的数学模型的具体表达式是：
ρt＝0.7976-7.297×10-4t，r＝0.99；
其中：
ρt是RP-3燃油在不同温度下的燃油介质密度，所述ρt的单位是g/cm3；
t是RP-3燃油的流体温度，单位是℃；
2)根据步骤1)构建得到的RP-3燃油密度随温度变化的数学模型构建RP-3燃油质量流量测量模型，所述RP-3燃油质量流量测量模型的函数表达式是：
其中：
QM是涡轮测量的燃油瞬时质量流量；
ρt是RP-3燃油在不同温度下的燃油介质密度，所述ρt的单位是g/cm3；
KL是涡轮传感器实验室标定后体积仪表系数，单位是1/l，是一个经实验室周期校准数值，属已知量；
f是涡轮传感器测量频率，即燃油流体推动涡轮转动工作频率，单位是HZ；
t是RP-3燃油的流体温度，单位是℃；
3)实时测量RP-3燃油流体温度t以及RP-3燃油流体推动涡轮转动工作频率f并将实测得到的测量RP-3燃油流体温度t以及RP-3燃油流体推动涡轮转动工作频率f代入步骤2)构建的RP-3燃油质量流量测量模型中，对涡轮测量的燃油瞬时质量流量QM进行求解，实现RP-3燃油介质温度下质量流量在线实时测量。
上述步骤1)中RP-3燃油密度随温度变化的数学模型的构建方法是：
1.1)实测RP-3燃油密度与温度的数据；所述数据包括油料RP-3样品单次以及燃油RP-3样品批次；
1.2)对步骤1)实测所得数据进行拟合回归，所述拟合回归后的数学模型是ρt＝a+bt；其中：
a＝0.7976；b＝-7.297×10-4。
上述步骤1.1)中对RP-3燃油密度与温度进行实测时，样品单次以及样品批次的实测均不少于3次，实测次数取均值。
本发明的优点是：
本发明提供了一种RP-3燃油质量流量测量方法，是基于大量RP-3燃油密度-温度特性实验测试数据及测试数据分析为基础，采用误差分析技术，拟合回归分析技术建立燃油密度测量数学模型；在此基础上，利用数学逻辑推理出瞬时质量流量测量数学模型。本发明采用实验室重复三次以上燃油密度-温度测试，通过三组实验数据，建立燃油密度-温度物理特性数学模型；通过燃油单次、批次物理特性测试数据分析，建立了重复性、一致性、稳定性可靠的燃油密度测量数学模型。本发明依据科学可靠的燃油密度随温度变化测量数学模型基础，通过数学模型逻辑推理，建立了具有良好可靠性和可行性的燃油质量流量测量数学模型。本发明依据质量流量测量数学模型，采用逆向应用工程，利用计算机软硬件编程方法，实现试验器燃油质量流量模型仿真实时在线测量，实现燃油介质温度下质量流量在线实时测量。
具体实施方式
本发明提供了一种RP-3燃油质量流量测量方法，该RP-3燃油质量流量测量方法包括以下步骤：
1)构建RP-3燃油密度随温度变化的数学模型，所述RP-3燃油密度随温度变化的数学模型的具体表达式是：
ρt＝0.7976-7.297×10-4t，r＝0.99；
其中：
ρt是RP-3燃油在温度下的燃油介质密度，所述ρt的单位是g/cm3；
t是RP-3燃油的流体温度，单位是℃；
该步骤的具体实现方式是：
1.1)实测RP-3燃油密度与温度的数据；所述数据包括油料RP-3样品单次以及燃油RP-3样品批次；
1.2)对步骤1)实测所得数据进行拟合回归，所述拟合回归后的数学模型是ρt＝a+bt；其中：
a＝0.7976；b＝-7.297×10-4。
对RP-3燃油密度与温度进行实测时，样品单次以及样品批次的实测均不少于3次，实测次数取均值。
2)根据步骤1)构建得到的RP-3燃油密度随温度变化的数学模型构建RP-3燃油质量流量测量模型，所述RP-3燃油质量流量测量模型的函数表达式是：
其中：
QM是涡轮测量的燃油瞬时质量流量；
ρt是RP-3燃油在不同温度下的燃油介质密度，所述ρt的单位是g/cm3；
KL是涡轮传感器实验室标定后体积仪表系数，1/l已知量，实验室涡轮标定得知；
f是涡轮传感器测量频率，即燃油流体推动涡轮转动工作频率，单位是HZ，可实时采集得知。
t是RP-3燃油的流体温度，单位是℃；未知量，燃油温度实时采集得到；
3)实时测量RP-3燃油流体温度t以及RP-3燃油流体推动涡轮转动工作频率f并将实测得到的测量RP-3燃油流体温度t以及RP-3燃油流体推动涡轮转动工作频率f代入步骤2)构建的RP-3燃油质量流量测量模型中，对涡轮测量的燃油瞬时质量流量QM进行求解，实现RP-3燃油介质温度下质量流量在线实时测量。
本发明是基于大量RP-3燃油密度-温度特性实验测试数据及测试数据分析为基础，采用误差分析技术，拟合回归分析技术建立燃油密度测量数学模型；在此基础上，利用数学逻辑推理出瞬时质量流量测量数学模型。
可利逆向应用工程，实施质量流量模型仿真测量：方法有以下三种：
1)可利用数学模型采用人工计算法，实现燃油温度点的质量流量测量；
2)也可利用燃油密度数学模型ρt＝0.7976-7.297×10-4t曲线，经坐标查询法实现燃油温度点的质量流量测量；
3)最理想的是在试验器流量测试系统，利用计算机软硬件编程设计方法实现燃油质量流量模型仿真测量。
其发明内容主要有以下几点：
1.燃油密度测量基础模型建立
基于燃油(RP-3)密度随温度变化特性实验数据，建立可靠燃油密度测量模型ρt＝a+bt；
燃油样品单次ρ-t特性分析方法：油料样品单次ρ-t特性实验测试：
油料样品单次ρ-t特性实验数据拟合回归分析方法：油料样品单次ρ-t特性实验数据拟合回归分析结论；
通过拟合分析，建立其燃油密度单次测量数学模型：
ρt＝-0.0007t+0.7976，R2＝0.9996，重复性优于0.2％。
燃油样品批次ρ-t特性分析方法：燃油密度-温度特性批次之间特性实验测试；
燃油密度-温度特性批次之间差异性实验分析方法：批次油料密度-温度特性曲线误差分析结论；
通过单次、批次燃油样品密度-温度物理特性分析实验、测试数据统计分析、测试数据误差分析，测试数据拟合回归分析建立其科学可靠的燃油密度测量数学模型。
燃油密度测量数学模型：ρt＝0.7976-7.297×10-4t r＝0.99
依据燃油密度测量数学模型，通过数学模型逻辑推理，建立质量流量测量数学模型。
燃油质量流量测量数学模型：
基于RP-3航空煤油密度-温度数学模型基础，建立燃油质量流量测量数学模型，采用逆向应用工程，可以实现瞬时体积流量与瞬时质量流量的准确转换。
本发明具有如下独创性：
1)本发明采用实验室重复三次以上燃油密度-温度测试，通过三组实验数据，建立燃油密度-温度物理特性数学模型；通过燃油单次、批次物理特性测试数据分析，建立了重复性、一致性、稳定性可靠的燃油密度测量数学模型。
2)本发明依据科学可靠的燃油密度随温度变化测量数学模型基础，通过数学模型逻辑推理，建立了具有良好可靠性和可行性的燃油质量流量测量数学模型。
3)本发明依据质量流量测量数学模型，采用逆向应用工程，利用计算机软硬件编程方法，实现试验器燃油质量流量模型仿真实时在线测量。实现燃油介质温度下质量流量在线实时测量。

Claims (3)

1.一种RP-3燃油质量流量测量方法，其特征在于：所述RP-3燃油质量流量测量方法包括以下步骤：
1)构建RP-3燃油密度随温度变化的数学模型，所述RP-3燃油密度随温度变化的数学模型的具体表达式是：
ρt＝0.7976-7.297×10-4t，r＝0.99；
其中：
ρt是RP-3燃油在不同温度下的燃油介质密度，所述ρt的单位是g/cm3；
t是RP-3燃油的流体温度，单位是℃；
2)根据步骤1)构建得到的RP-3燃油密度随温度变化的数学模型构建RP-3燃油质量流量测量模型，所述RP-3燃油质量流量测量模型的函数表达式是：
其中：
QM是涡轮测量的燃油瞬时质量流量；
ρt是RP-3燃油在不同温度下的燃油介质密度，所述ρt的单位是g/cm3；
KL是涡轮传感器实验室标定后体积仪表系数，单位是1/l；
f是涡轮传感器测量频率，即燃油流体推动涡轮转动工作频率，单位是HZ；
t是RP-3燃油的流体温度，单位是℃；
3)实时测量RP-3燃油流体温度t以及RP-3燃油流体推动涡轮转动工作频率f并将实测得到的测量RP-3燃油流体温度t以及RP-3燃油流体推动涡轮转动工作频率f代入步骤2)构建的RP-3燃油质量流量测量模型中，对涡轮测量的燃油瞬时质量流量QM进行求解，实现RP-3燃油介质温度下质量流量在线实时测量。
2.根据权利要求1所述的RP-3燃油质量流量测量方法，其特征在于：所述步骤1)中RP-3燃油密度随温度变化的数学模型的构建方法是：
1.1)实测RP-3燃油密度与温度的数据；所述数据包括油料RP-3样品单次以及燃油RP-3样品批次；
1.2)对步骤1)实测所得数据进行拟合回归，所述拟合回归后的数学模型是ρt＝a+bt；其中：
a＝0.7976；b＝-7.297×10-4。
3.根据权利要求2所述的RP-3燃油质量流量测量方法，其特征在于：所述步骤1.1)中对RP-3燃油密度与温度进行实测时，样品单次以及样品批次的实测均不少于3次，实测次数取均值。
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