基于輔助聲道式超聲波測(cè)量塊的流量計(jì)量方法研究.pdf

1、作為一種高精度、無壓損的通用流量計(jì)量?jī)x表，超聲波流量計(jì)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(jì)主要應(yīng)用于工礦企業(yè)、航空航天、大流量能源計(jì)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(jì)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(duì)于超聲波流量計(jì)而言，零點(diǎn)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(duì)于成本、功耗的需求，現(xiàn)有的零點(diǎn)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(duì)上述問題，提出了一種基于輔助聲道式超聲波測(cè)量塊的新型流量計(jì)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(duì)于流量計(jì)計(jì)量精度的影響，為經(jīng)濟(jì)型超聲波流量計(jì)產(chǎn)品的研制提供一種新的思路。
　　第一章主要針對(duì)超聲波流量計(jì)及超聲波換能器的基本概念及其研究現(xiàn)狀進(jìn)行了簡(jiǎn)要介紹，著重介紹了超聲波流量計(jì)零點(diǎn)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(cè)量塊的工作機(jī)理，對(duì)其結(jié)構(gòu)進(jìn)行了優(yōu)化設(shè)計(jì)，并根據(jù)已有輔助聲道基體設(shè)計(jì)方案的不足進(jìn)行了理論分析，重新開展材料選型及測(cè)試工作。
　　第三章根據(jù)輔助聲道式超聲波測(cè)量塊的使用需求，重新設(shè)計(jì)了實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證平臺(tái)，硬件部分主要包括精確計(jì)時(shí)技術(shù)和小信號(hào)處理技術(shù)，軟件部分主要針對(duì)被測(cè)介質(zhì)溫度測(cè)量及流量測(cè)量進(jìn)行了程序設(shè)計(jì)。
　　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(cè)量塊的流量計(jì)系統(tǒng)

4、仿真模型，并利用PSPICE軟件進(jìn)行了仿真分析，對(duì)系統(tǒng)設(shè)計(jì)過程中所基于的前提假設(shè)進(jìn)行了仿真驗(yàn)證，并研究了參考信號(hào)和測(cè)量信號(hào)靜態(tài)渡越時(shí)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(jì)的實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證平臺(tái)，對(duì)靜態(tài)情況下所述新型流量計(jì)量方法的有效性進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證，開展了輔助聲道基體問題穩(wěn)定性測(cè)試工作，并對(duì)系統(tǒng)的零點(diǎn)誤差抑制可行性進(jìn)行了測(cè)試分析。
　　最后對(duì)本課題的研究工作進(jìn)行了總結(jié)，針對(duì)課題開展過程中存在的不足提出了一些展