時差法超聲波流量計的研制及流場適應(yīng)性研究.pdf

1、超聲波流量計是一種高精度、非接觸式、無壓損、高量程比、高適用性的流量檢測儀表，在工業(yè)檢測領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用，市場前景廣闊。目前使用的大中型超聲波流量計，工作環(huán)境良好，包括彎管前后直管段長度都有較大的設(shè)計馀量，基本能滿足流場充分發(fā)展的測量要求。而中小口徑流量計的流場條件相對較差，因此要求對流場有較好的適應(yīng)性，超聲波流量計向小口徑發(fā)展時，將受到非理想流場問題的較大影響，國內(nèi)對超聲波流量計的研究集中在硬件電路和信號處理方面，少有涉及流場適應(yīng)

2、性問題。
　　本文對超聲聲波流量計在非理想流場中的適應(yīng)性展開深入研究，以提高現(xiàn)有的測量技術(shù)。
　　首先，針對流場溫度、壓力等狀態(tài)因素對測量的影響問題，提出了一種具有補償功能的時差算法，通過對算法中聲速和電路延時的排除，提高了測量精度。
　　其次，運用流體力學(xué)知識，論證了彎管流場導(dǎo)致的流場速度分布改變對檢測精度的影響，通過對彎管二次流影響聲道線方式的研究，分析了彎管二次流垂直誤差與水平誤差產(chǎn)生的原因并推導(dǎo)出了計算公式。結(jié)

3、合實際的流量計使用情況，設(shè)定雷諾數(shù)的變化范圍和流量計安裝位置，定量分析了安裝在彎管下游不同位置的流量計在不同雷諾數(shù)下的誤差規(guī)律。借鑒流體慣性規(guī)律，提出用壓力差來表現(xiàn)二次流強度，結(jié)合誤差仿真結(jié)果通過測量壓力差來對彎管二次流誤差進行修正的方法，壓力差的測量位置分別為彎管出口處的管道頂端和底端。
　　接著，對時差法超聲波流量計進行了研制。設(shè)計了以TI公司的TMS320F2812 DSP為核心的硬件電路系統(tǒng)，采用電壓調(diào)幅使特征點明顯的方法