基于相位差法的超聲波熱量表測(cè)量技術(shù)研究.pdf

1、在國(guó)家大力提倡節(jié)能減排的時(shí)代背景下，以及市場(chǎng)對(duì)實(shí)現(xiàn)分戶熱量計(jì)量的強(qiáng)烈需求聲中，經(jīng)過(guò)廣泛查閱國(guó)內(nèi)外相關(guān)技術(shù)資料和進(jìn)入熱量表研發(fā)生產(chǎn)企業(yè)進(jìn)行調(diào)研和實(shí)踐，筆者認(rèn)為隨著熱量表技術(shù)的不斷完善，超聲波熱量表已經(jīng)成為目前比較符合國(guó)內(nèi)分戶供熱計(jì)量需求現(xiàn)狀的熱量計(jì)量?jī)x表。但是，由于各個(gè)生產(chǎn)廠家和科研院所在設(shè)計(jì)超聲波熱量表時(shí)采取的設(shè)計(jì)方案不同，生產(chǎn)出的成品表在熱量計(jì)量精確性、運(yùn)行穩(wěn)定性等方面依然存在不少問(wèn)題。
　　考慮到流量測(cè)量是熱量表達(dá)到精確熱量計(jì)

2、量目標(biāo)的關(guān)鍵所在，超聲波換能器收、發(fā)超聲波的相關(guān)時(shí)間間隔測(cè)量又是流量測(cè)量的核心部分。本文在對(duì)超聲波熱量表的時(shí)差法原理和相位差法原理作出比較的基礎(chǔ)上，選擇相位差法對(duì)熱量表進(jìn)行硬件系統(tǒng)設(shè)計(jì)和相關(guān)軟件系統(tǒng)編程。以 MSP430低功耗處理器為運(yùn)算核心，通過(guò)流量測(cè)量模塊中的時(shí)間-電壓轉(zhuǎn)換電路，實(shí)現(xiàn)將前級(jí)電路測(cè)得的以電壓信號(hào)形式表示的相位差脈沖信號(hào)，通過(guò)MSP430處理器A/D轉(zhuǎn)換表示為相位差計(jì)數(shù)數(shù)據(jù)形式，以此表示傳播時(shí)間差，從而最終實(shí)現(xiàn)對(duì)微小時(shí)間

3、的準(zhǔn)確測(cè)量。
　　在熱量表樣表制作完成后，使用熱量表專用檢測(cè)裝置對(duì)基于相位差法的超聲波熱量表樣表進(jìn)行流量實(shí)際檢測(cè)，并對(duì)實(shí)際測(cè)得數(shù)據(jù)進(jìn)行分析。使用MATLAB軟件將檢測(cè)中所獲得的與不同檢測(cè)溫度點(diǎn)、不同流量點(diǎn)對(duì)應(yīng)的表顯相位差計(jì)數(shù)數(shù)據(jù)（即極微小時(shí)間）進(jìn)行曲線擬合，并對(duì)單個(gè)樣表的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行綜合曲線擬合，將所得修正方程導(dǎo)入熱量表軟件系統(tǒng)，以此方法對(duì)超聲波熱量表實(shí)際運(yùn)行中出現(xiàn)的誤差進(jìn)行修正。將經(jīng)過(guò)誤差修正后的熱量表樣表再次接入專用檢測(cè)裝置進(jìn)