高精度時差式超聲波流量測量系統(tǒng)的研究與設(shè)計.pdf

1、時差式超聲波流量測量系統(tǒng)通過測量信號通過某個系統(tǒng)的傳遞時間來實現(xiàn)流體流動速度的測量。它測量精度高、無可動部件、不擾亂流場、無壓力損失。其突出優(yōu)點在于解決兩相流體、三相流體及困難流體(腐蝕性、高黏度)的流量測量。還可用于小管徑、低流量、干擾大的流量測量。
　　對于時差式超聲波流量測量系統(tǒng)的流體流速測量，所涉及的研究問題包含以下幾個方面：(1)為了獲取流體的流動信息，對所用的換能器進行研究，開發(fā)相應(yīng)的超聲波換能器；(2)對流體流速測量

2、機理的研究，相應(yīng)的發(fā)射和接收電路；(3)時差式超聲波流量計信號飛行時間測量的算法研究；(4)實驗標定裝置的研究；(5)測量系統(tǒng)綜合技術(shù)指標及性能的研究。
　　本課題研究的重點在于提取流體流動信息的電子電路和流速的測量算法的研究。
　　在高精度時差式超聲波流量測量系統(tǒng)的研究工作中，首先對超聲波換能器的原理進行了研究，通過理論計算和實驗確定了換能器的結(jié)構(gòu)；其次，研究了換能器的發(fā)射和接收電路；接收換能器接收到包含流體流速信息的信號

3、以后，如何準確地提取流速信息是時差式超聲波流量計設(shè)計關(guān)鍵所在。本文使用專用的信號調(diào)理電路，將接收信號放大后送至A/D轉(zhuǎn)換器，完成流動信號的采集和轉(zhuǎn)換。數(shù)字化后的接收信號被送至信號處理設(shè)備中進行處理和計算。
　　在本課題的研究工作中，對超聲波信號在流體中飛行時間的算法進行了研究，闡述了幾種算法的原理和各自的優(yōu)缺點。本課題結(jié)合高速發(fā)展的數(shù)字信號處理技術(shù)，采用相位法計算信號的傳播時間，避免了過零點算法丟失流場信息的缺陷和極性重合法計算量