高精度時(shí)差式超聲波流量測(cè)量系統(tǒng)的研究與設(shè)計(jì).pdf

1、時(shí)差式超聲波流量測(cè)量系統(tǒng)通過(guò)測(cè)量信號(hào)通過(guò)某個(gè)系統(tǒng)的傳遞時(shí)間來(lái)實(shí)現(xiàn)流體流動(dòng)速度的測(cè)量。它測(cè)量精度高、無(wú)可動(dòng)部件、不擾亂流場(chǎng)、無(wú)壓力損失。其突出優(yōu)點(diǎn)在于解決兩相流體、三相流體及困難流體(腐蝕性、高黏度)的流量測(cè)量。還可用于小管徑、低流量、干擾大的流量測(cè)量。
　　對(duì)于時(shí)差式超聲波流量測(cè)量系統(tǒng)的流體流速測(cè)量，所涉及的研究問(wèn)題包含以下幾個(gè)方面：(1)為了獲取流體的流動(dòng)信息，對(duì)所用的換能器進(jìn)行研究，開(kāi)發(fā)相應(yīng)的超聲波換能器；(2)對(duì)流體流速測(cè)量

2、機(jī)理的研究，相應(yīng)的發(fā)射和接收電路；(3)時(shí)差式超聲波流量計(jì)信號(hào)飛行時(shí)間測(cè)量的算法研究；(4)實(shí)驗(yàn)標(biāo)定裝置的研究；(5)測(cè)量系統(tǒng)綜合技術(shù)指標(biāo)及性能的研究。
　　本課題研究的重點(diǎn)在于提取流體流動(dòng)信息的電子電路和流速的測(cè)量算法的研究。
　　在高精度時(shí)差式超聲波流量測(cè)量系統(tǒng)的研究工作中，首先對(duì)超聲波換能器的原理進(jìn)行了研究，通過(guò)理論計(jì)算和實(shí)驗(yàn)確定了換能器的結(jié)構(gòu)；其次，研究了換能器的發(fā)射和接收電路；接收換能器接收到包含流體流速信息的信號(hào)

3、以后，如何準(zhǔn)確地提取流速信息是時(shí)差式超聲波流量計(jì)設(shè)計(jì)關(guān)鍵所在。本文使用專用的信號(hào)調(diào)理電路，將接收信號(hào)放大后送至A/D轉(zhuǎn)換器，完成流動(dòng)信號(hào)的采集和轉(zhuǎn)換。數(shù)字化后的接收信號(hào)被送至信號(hào)處理設(shè)備中進(jìn)行處理和計(jì)算。
　　在本課題的研究工作中，對(duì)超聲波信號(hào)在流體中飛行時(shí)間的算法進(jìn)行了研究，闡述了幾種算法的原理和各自的優(yōu)缺點(diǎn)。本課題結(jié)合高速發(fā)展的數(shù)字信號(hào)處理技術(shù)，采用相位法計(jì)算信號(hào)的傳播時(shí)間，避免了過(guò)零點(diǎn)算法丟失流場(chǎng)信息的缺陷和極性重合法計(jì)算量