基于超聲流量計換能器工作頻率的溫度補償方法研究.pdf

1、中小口徑超聲波流量計一般安裝在露天的計量撬上，在露天環(huán)境中，工作環(huán)境溫度會隨時發(fā)生變化。超聲換能器作為超聲波流量計的核心部件，起到能量轉(zhuǎn)化的作用，其性能的穩(wěn)定程度直接影響超聲波流量計的計量精度。但是，工作環(huán)境溫度直接影響超聲換能器的傳輸特性，引起超聲換能器最佳工作頻率的改變。當發(fā)送換能器發(fā)出的脈沖波形激勵接收換能器時，接收到的響應波形會產(chǎn)生差異，直接導致波形過零點位置的偏移。過零位置是超聲波流量計判定渡越時間的重要信息。因此，超聲換能器

2、工作頻率的溫度補償對提高超聲波流量計計量精度至關(guān)重要。
　　根據(jù)超聲換能器這一特性，本課題以雙通道超聲波流量計為平臺，使用TMS320F2812 DSP作為核心芯片，設計了一個超聲換能器工作頻率的溫度自動補償系統(tǒng)。課題的主要工作有：
　　1）了解課題背景、研究意義和超聲換能器溫度補償?shù)难芯楷F(xiàn)狀；介紹時差法超聲波氣體流量計的檢測原理，分析溫度對流量檢測和超聲換能器的影響。
　　2）通過實驗獲取不同工作環(huán)境溫度下的超聲換能

3、器最佳工作頻率，并以性能最接近的兩對超聲換能器最佳工作頻率的均值作為激勵發(fā)射頻率；將需要設定的溫度值和與之對應的電壓信號、激勵發(fā)送頻率依次存入內(nèi)存，構(gòu)成一個線性表，獲得溫度補償方案。
　　3）設計與溫度補償相關(guān)的硬件電路，包括超聲波激勵信號、超聲波接收放大、溫度檢測等電路，并結(jié)合改進的信號渡越時間檢測方法，完成整個系統(tǒng)的設計。
　　4）最后，對接收信號波形進行采集，比較有無進行溫度補償對接收波形的影響。并通過實驗樣機流體流量