小口徑管道流體雙向聲諧振測(cè)速方法研究.pdf

1、管道流速測(cè)量廣泛應(yīng)用于各行各業(yè)，超聲流量計(jì)是目前發(fā)展較好的一種新原理流量計(jì)。針對(duì)較大口徑管道流量測(cè)量的聲學(xué)流量計(jì)的研究已經(jīng)取得較大進(jìn)展，但是在小口徑、低流速管道系統(tǒng)中，傳統(tǒng)的聲學(xué)流量計(jì)并不能有效地增加聲波的傳播距離。不僅如此，小流速引起的時(shí)間偏差很小，要想精準(zhǔn)的測(cè)量時(shí)間差較為困難。針對(duì)這些問(wèn)題，本文探討了聲波在具有層流背景的管道中的相位變化，提出了一種基于聲學(xué)諧振原理的管道流體流速測(cè)量方法，為小口徑、低流速管道系統(tǒng)的流量測(cè)量提供了一種新

2、的方法。本課題針對(duì)雙向高階聲學(xué)諧振測(cè)速系統(tǒng)進(jìn)行了如下研究:
　　1)總體方案研究。本文提出了一種適用于小口徑管道流速測(cè)量的新的聲學(xué)測(cè)速原理。在探討了流速分層分布對(duì)聲波相位影響的基礎(chǔ)上，詳細(xì)介紹了聲學(xué)諧振測(cè)速法原理，并分析了該方法與傳統(tǒng)頻差測(cè)速法的具體區(qū)別。
　　2)雙向諧振測(cè)速系統(tǒng)的聲學(xué)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)。針對(duì)傳統(tǒng)超聲流量計(jì)雙向測(cè)量不同步的問(wèn)題，提出了利用駐波管聲學(xué)特性以及通孔式復(fù)合消聲器實(shí)現(xiàn)雙向同步測(cè)速的方法。在探討駐波管聲學(xué)特性

3、的基礎(chǔ)上，提出了駐波管通過(guò)波節(jié)波腹點(diǎn)位置分離不同頻率聲波的方法。詳細(xì)闡述了駐波管波節(jié)波腹位置的聲學(xué)設(shè)計(jì)過(guò)程，且通過(guò)建模仿真驗(yàn)證了駐波管對(duì)分離聲波的有效性。同時(shí)，還通過(guò)計(jì)算和仿真的方式設(shè)計(jì)了一種與本課題研究?jī)?nèi)容相匹配的通孔式復(fù)合消聲器。
　　3)電聲混合諧振回路的原理及實(shí)現(xiàn)。電聲混合諧振回路主要包含電聲轉(zhuǎn)換模塊和聲電轉(zhuǎn)換模塊兩部分，本文詳細(xì)探討了兩個(gè)模塊的原理及實(shí)現(xiàn)。對(duì)其中的前置放大電路、濾波電路、自動(dòng)增益控制電路以及換能器驅(qū)動(dòng)電路