新型超聲波流量計(jì)的研發(fā).pdf

1、過去，機(jī)械流量計(jì)和電磁流量計(jì)占據(jù)了國內(nèi)流量計(jì)市場(chǎng)的絕大多數(shù)份額。但是，二者都存在著致命的缺陷，比如壽命短、流體質(zhì)量要求高等，這些缺陷阻礙了流量計(jì)性能的進(jìn)一步提升。近些年，超聲波流量計(jì)在流量測(cè)量儀器領(lǐng)域所發(fā)揮的作用越發(fā)重要。相比于其它流量計(jì)，超聲波流量計(jì)維護(hù)方便、壽命長等特點(diǎn)使其更能滿足市場(chǎng)需求。最重要的是，它更容易獲得高精度的測(cè)量結(jié)果。
　　隨著超聲波流量計(jì)在工業(yè)和商業(yè)領(lǐng)域得到越來越廣泛的應(yīng)用，也就越來越迫切地需要提高其測(cè)量性能。

2、為了改進(jìn)超聲波流量計(jì)的測(cè)量穩(wěn)定性，本文設(shè)計(jì)了一種圓管和方管相結(jié)合的新型流量管。其中，流量管的進(jìn)口管段和出口管段都設(shè)計(jì)成圓管，而中間的測(cè)量管段設(shè)計(jì)為帶圓弧的方管。這種結(jié)構(gòu)的最大優(yōu)點(diǎn)就是利用方管的內(nèi)壁代替了反射臺(tái)來實(shí)現(xiàn)超聲波的反射，從而使得管內(nèi)的流體可以通暢地流動(dòng)，也將回流的可能性降到了最低。該結(jié)構(gòu)的另一大優(yōu)點(diǎn)就是可以最大限度地減少管內(nèi)的殘留雜質(zhì)，還能夠大大減少管內(nèi)流場(chǎng)的紊亂現(xiàn)象。本文通過CFD流體仿真實(shí)驗(yàn)，驗(yàn)證了該新型流量管相比于傳統(tǒng)的流

3、量管，更有助于在測(cè)量過程中獲得平穩(wěn)的流速分布。
　　此外，本文還設(shè)計(jì)了一種基于單片機(jī)MC9S08LL64和時(shí)間-數(shù)字轉(zhuǎn)換器TDC-GP22的新型測(cè)量電路，使之與新型流量管配套成為完整的超聲波流量計(jì)。其中，單片機(jī)MC9S08LL64作為測(cè)量電路的控制和運(yùn)算核心，而時(shí)間-數(shù)字轉(zhuǎn)換器TDC-GP22則用來收發(fā)超聲波信號(hào)和測(cè)量原始數(shù)據(jù)。該測(cè)量電路以時(shí)差法測(cè)量原理為基礎(chǔ)，不僅能夠在校準(zhǔn)后得到精確的瞬時(shí)流量數(shù)據(jù)，還可以降低測(cè)量功耗。最后，本文