超聲波傳播特性及其測試裝置研究.pdf

1、超聲波聲速特性是超聲波測量領域中影響測量精度的關鍵因素。如超聲流量檢測技術在能源計量中占有重要地位，其計量準確性受超聲波傳播介質及溫度、壓力等環(huán)境條件的影響。然而長期以來，對超聲波聲速隨流體介質、溫度和壓力的變化規(guī)律以及超聲流量計在不同介質、溫度和壓力下的補償方法還缺乏充分的研究，導致超聲流量計的計量準確度難以進一步提高，大大限制了超聲流量檢測技術的發(fā)展和應用。因此，有必要對超聲波在不同介質及不同溫度壓力下的聲速特性進行研究，進而改進和

2、完善相應的補償方法，提高超聲流量測量技術的計量準確度。本文的主要研究內容為：
　?。?）首先根據(jù)研究目的確定了系統(tǒng)的設計方案，包括測量裝置的設計和聲速測量方案的設計，其中測量裝置的設計主要包括裝置測量容器的設計、氣體和液體控壓方式設計和控溫模塊的設計，并根據(jù)設計方案搭建了測量裝置。
　　（2）根據(jù)聲速的測量方案設計了超聲波聲速的測量電路，包括測量系統(tǒng)的硬件設計和軟件設計，其中硬件部分主要包括：信號產生和相位測量模塊、超聲換能

3、器信號驅動模塊、超聲接收信號處理模塊、信號采集與顯示模塊四部分；軟件部分主要包括下位機軟件設計和上位機的軟件程序設計。
　?。?）利用測量裝置和測量電路進行了空氣和水介質中的超聲波聲速特性的實驗研究，實驗首先對裝置進行了密封性（包括氣密性和液體密封性）實驗，在驗證裝置密封性良好的前提下，在自來水介質中分別進行了零壓力和1MPa壓力兩種條件下的溫度-聲速特性實驗，并進行了溫度分別為15℃和20℃時的壓力-聲速特性實驗，在空氣介質中分