戶(hù)用超聲波水表的研究與設(shè)計(jì).pdf

1、隨著階梯水價(jià)政策的實(shí)施，一個(gè)以水表計(jì)量性能提升、無(wú)線網(wǎng)絡(luò)接入和融入互聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用為標(biāo)志的“互聯(lián)網(wǎng)+智能水表2.0”時(shí)代已經(jīng)到來(lái)。超聲波水表無(wú)機(jī)械運(yùn)動(dòng)部件、壓力損失小、始動(dòng)流量低、誤差特性曲線可修正，而且可實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)遠(yuǎn)傳，具備下一代智能水表的基本特征和功能。研究超聲波水表，不僅可以推動(dòng)階梯水價(jià)制度的建立，而且可以實(shí)現(xiàn)智能水表的轉(zhuǎn)型升級(jí)，對(duì)我國(guó)水表產(chǎn)業(yè)的發(fā)展具有重要意義。
　　針對(duì)時(shí)差法接收到超聲波信號(hào)的時(shí)刻難以精確捕獲，小流速的流量計(jì)量精

2、度低等問(wèn)題，本文設(shè)計(jì)了一種相差法超聲波水表，可以實(shí)現(xiàn)家庭用水的精確計(jì)量。根據(jù)超聲波在水中的傳播速度和溫度的對(duì)應(yīng)關(guān)系實(shí)現(xiàn)水溫的檢測(cè)。然后針對(duì)相差法測(cè)得的流量值隨溫度呈非線性變化的問(wèn)題，提出了基于最小二乘曲面擬合的溫度補(bǔ)償算法。主要研究?jī)?nèi)容如下：
　　1.在分析和比較幾種常用的超聲波流量檢測(cè)方法的基礎(chǔ)上，采用相差法檢測(cè)流量。通過(guò)對(duì)相位比較結(jié)果累加積分，不僅可以實(shí)現(xiàn)微小流量的檢測(cè)，還可以減小干擾信號(hào)的影響。針對(duì)流速檢測(cè)過(guò)程中采集到的數(shù)據(jù)

3、波動(dòng)大的問(wèn)題，采用限幅濾波、算術(shù)平均值濾波和滑動(dòng)平均值濾波相結(jié)合的復(fù)合濾波算法來(lái)對(duì)采集的數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，改善了流速檢測(cè)結(jié)果的穩(wěn)定性。
　　2．針對(duì)流量值隨溫度呈非線性變化這一問(wèn)題，進(jìn)一步研究對(duì)檢測(cè)流量進(jìn)行溫度補(bǔ)償?shù)姆椒?。采用檢測(cè)超聲波在水中的傳播速度推算出溫度、而非常規(guī)的溫度傳感器檢測(cè)溫度的方法。實(shí)驗(yàn)表明，溫度檢測(cè)檢測(cè)誤差在±2℃以?xún)?nèi)，并且降低了儀表的成本。
　　3.提出了基于最小二乘曲面擬合的溫度補(bǔ)償算法，根據(jù)溫度和流量擬合