基于輔助聲道式超聲波測量塊的流量計量方法研究.pdf

1、作為一種高精度、無壓損的通用流量計量儀表，超聲波流量計已有數(shù)十年的發(fā)展歷史。早期受限于電子技術(shù)及換能器技術(shù)的發(fā)展水平，超聲波流量計主要應(yīng)用于工礦企業(yè)、航空航天、大流量能源計量等領(lǐng)域。近年來，隨著集成電路向低功耗、小型化方向發(fā)展，加之換能器材料科學(xué)的迅速進(jìn)步，越來越多面向普通民用的超聲波流量計產(chǎn)品涌現(xiàn)出來，并在供暖、供水、城市天然氣管網(wǎng)建設(shè)等領(lǐng)域占據(jù)一席之地。對于超聲波流量計而言，零點誤差一直是制約其精度提高的關(guān)鍵問題之一，為了滿足普通民

2、用產(chǎn)品對于成本、功耗的需求，現(xiàn)有的零點誤差抑制方法面臨重大挑戰(zhàn)，急需一種行之有效的替代方案。本課題針對上述問題，提出了一種基于輔助聲道式超聲波測量塊的新型流量計量方法，可從根本上降低換能器特性參數(shù)差異及其漂移對于流量計計量精度的影響，為經(jīng)濟型超聲波流量計產(chǎn)品的研制提供一種新的思路。
　　第一章主要針對超聲波流量計及超聲波換能器的基本概念及其研究現(xiàn)狀進(jìn)行了簡要介紹，著重介紹了超聲波流量計零點問題的研究現(xiàn)狀，闡明本課題的研究意義及主要

3、任務(wù)。
　　第二章詳細(xì)闡述了所用輔助聲道式超聲波測量塊的工作機理，對其結(jié)構(gòu)進(jìn)行了優(yōu)化設(shè)計，并根據(jù)已有輔助聲道基體設(shè)計方案的不足進(jìn)行了理論分析，重新開展材料選型及測試工作。
　　第三章根據(jù)輔助聲道式超聲波測量塊的使用需求，重新設(shè)計了實驗驗證平臺，硬件部分主要包括精確計時技術(shù)和小信號處理技術(shù)，軟件部分主要針對被測介質(zhì)溫度測量及流量測量進(jìn)行了程序設(shè)計。
　　第四章利用換能器解析模型建立了基于輔助聲道式超聲波測量塊的流量計系統(tǒng)

4、仿真模型，并利用PSPICE軟件進(jìn)行了仿真分析，對系統(tǒng)設(shè)計過程中所基于的前提假設(shè)進(jìn)行了仿真驗證，并研究了參考信號和測量信號靜態(tài)渡越時間差之間的關(guān)系，為后續(xù)算法修正提供參考。
　　第五章利用所設(shè)計的實驗驗證平臺，對靜態(tài)情況下所述新型流量計量方法的有效性進(jìn)行了實驗驗證，開展了輔助聲道基體問題穩(wěn)定性測試工作，并對系統(tǒng)的零點誤差抑制可行性進(jìn)行了測試分析。
　　最后對本課題的研究工作進(jìn)行了總結(jié)，針對課題開展過程中存在的不足提出了一些展