多聲道超聲氣體流量計的精密測速技術(shù).pdf

1、超聲流量檢測技術(shù)目前在液體流量計量中得到了成功的應(yīng)用，它在計量精度、可靠性、壓力損失、維護(hù)費用等方面顯示出了自己獨到的優(yōu)勢，成為流量檢測領(lǐng)域的一個亮點。然而在氣體領(lǐng)域，應(yīng)用超聲波來檢測流量的技術(shù)尚未成熟，只掌握在少數(shù)幾個廠家手中。出現(xiàn)這種情況的原因在于超聲波在液體和氣體中的傳輸特性存在較大差異，液體領(lǐng)域中常用的超聲信號處理方法并不適用于氣體。本論文旨在提出一種合適的超聲信號處理方法來實現(xiàn)超聲波的精密測速，使得超聲流量檢測技術(shù)能夠應(yīng)用到氣

2、體中。
　　 論文首先詳細(xì)介紹了超聲流量計的信號處理方法的國內(nèi)外最新發(fā)展情況，結(jié)合超聲波在氣體中的傳輸特性，分析了這些技術(shù)的特征以及在超聲測速應(yīng)用中存在的問題。通過綜合比較，在互相關(guān)理論的基礎(chǔ)上提出了一種改進(jìn)的極性相關(guān)算法來處理超聲信號。這種算法設(shè)置了極性化后的四個周期超聲波標(biāo)準(zhǔn)信號，將它與極性化后的超聲回波信號進(jìn)行相關(guān)，得到相關(guān)值的分布情況。對這個分布情況的分析表明，如果回波中有超聲信號到達(dá)，相關(guān)值的極大值將呈現(xiàn)出一個周期性，

3、且與超聲波的周期相同，這些極大值的差值也在一個較小的范圍內(nèi)。而當(dāng)回波中沒有超聲信號時，相關(guān)值的極大值沒有固定規(guī)律。以此便可以實現(xiàn)超聲信號的準(zhǔn)確識別。
　　 在國家標(biāo)準(zhǔn)“用氣體超聲流量計測量天然氣流量”的基礎(chǔ)上，提出了多聲道超聲氣體流量計對測速的技術(shù)要求，并得出了系統(tǒng)總體方案。系統(tǒng)以單片機(jī)AT89S52作為硬件核心。文中詳細(xì)介紹了單片機(jī)的存儲擴(kuò)展電路、超聲波驅(qū)動電路及控制電路、超聲波接收及信號處理電路、顯示電路以及通訊電路的設(shè)計，