新型超聲波流量計的研發(fā).pdf

1、過去，機械流量計和電磁流量計占據(jù)了國內(nèi)流量計市場的絕大多數(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性能的進一步提升。近些年，超聲波流量計在流量測量儀器領(lǐng)域所發(fā)揮的作用越發(fā)重要。相比于其它流量計，超聲波流量計維護方便、壽命長等特點使其更能滿足市場需求。最重要的是，它更容易獲得高精度的測量結(jié)果。
　　隨著超聲波流量計在工業(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量性能。

2、為了改進超聲波流量計的測量穩(wěn)定性，本文設(shè)計了一種圓管和方管相結(jié)合的新型流量管。其中，流量管的進口管段和出口管段都設(shè)計成圓管，而中間的測量管段設(shè)計為帶圓弧的方管。這種結(jié)構(gòu)的最大優(yōu)點就是利用方管的內(nèi)壁代替了反射臺來實現(xiàn)超聲波的反射，從而使得管內(nèi)的流體可以通暢地流動，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)流場的紊亂現(xiàn)象。本文通過CFD流體仿真實驗，驗證了該新型流量管相比于傳統(tǒng)的流

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