氣體超聲波流量計(jì)信號(hào)采集與處理.pdf

1、氣體超聲波流量計(jì)是一種利用聲學(xué)原理來測(cè)量氣體流量的新型儀表，其主要是根據(jù)超聲波經(jīng)過管道內(nèi)氣體流體傳播時(shí)所攜帶的流體流速信息進(jìn)行流量積算。與傳統(tǒng)流量計(jì)相比，它具有高精度、高可靠性、重復(fù)性好，無壓力損失，可測(cè)雙向流和脈動(dòng)流等突出優(yōu)點(diǎn)，越來越受到人們的關(guān)注。本課題是在充分調(diào)研國(guó)內(nèi)外氣體超聲波流量計(jì)發(fā)展的現(xiàn)狀，針對(duì)國(guó)內(nèi)相關(guān)技術(shù)落后、市場(chǎng)產(chǎn)品緊缺的情況下提出的。通過查閱大量的相關(guān)技術(shù)資料，對(duì)比國(guó)內(nèi)外市場(chǎng)上現(xiàn)有產(chǎn)品，選用時(shí)差法測(cè)量原理，研制國(guó)內(nèi)領(lǐng)先

2、水平的復(fù)用雙聲道氣體超聲波流量計(jì)。
　　首先，簡(jiǎn)單介紹超聲波的傳播特性，對(duì)超聲波換能器的工作原理以及安裝方式進(jìn)行說明，詳細(xì)介紹時(shí)差法測(cè)量原理及計(jì)算方法，并引入改進(jìn)型計(jì)算方法，消除了溫度對(duì)測(cè)量的影響，對(duì)圓形管道內(nèi)的流速分布和平均流速進(jìn)行比較詳細(xì)的分析。
　　其次，對(duì)氣體超聲波流量計(jì)信號(hào)采集與處理部分的電路設(shè)計(jì)進(jìn)行詳細(xì)的闡述。從換能器的驅(qū)動(dòng)電路，到信號(hào)的接收和調(diào)理、檢測(cè)識(shí)別電路進(jìn)行了詳細(xì)的分析和設(shè)計(jì)。提出了一種新型的超聲波換能器

3、驅(qū)動(dòng)電路，可以更有效的激勵(lì)超聲波換能器產(chǎn)生高質(zhì)量的超聲波信號(hào)，有利于接收換能器和調(diào)理電路的接收與處理。在信號(hào)的調(diào)理電路中使用了高壓隔離電路、電荷放大電路、帶通濾波電路、多級(jí)程控放大電路等對(duì)信號(hào)進(jìn)行高效的處理，從而保證了信號(hào)的準(zhǔn)確識(shí)別，有利于飛行時(shí)間的精確測(cè)量。
　　然后，對(duì)飛行時(shí)間測(cè)量的方法進(jìn)行了分析，使用先進(jìn)的時(shí)間數(shù)字轉(zhuǎn)換芯片TDC-GP22對(duì)超聲波順逆流傳播時(shí)間進(jìn)行精確的測(cè)量，采用超低功耗的EFM32F280單片機(jī)作為微控制器