相關(guān)法超聲波流量計(jì)二次儀表的研究.pdf

1、相關(guān)法流量測(cè)量技術(shù)是利用隨機(jī)信號(hào)相關(guān)函數(shù)確定信號(hào)通過(guò)某個(gè)系統(tǒng)的傳遞時(shí)間來(lái)實(shí)現(xiàn)流體流動(dòng)速度的測(cè)量.它測(cè)量可靠性高、無(wú)可動(dòng)部件、不擾亂流場(chǎng)、無(wú)壓力損失.其突出優(yōu)點(diǎn)表現(xiàn)在解決兩相流體、三相流體以及困難流體(腐蝕性、高粘度)的流量測(cè)量.還可用于小管徑、低流量、干擾大的流量測(cè)量.把相關(guān)測(cè)量技術(shù)應(yīng)用到流量測(cè)量方面來(lái),所涉及的研究問(wèn)題包括:(1)為了獲取流動(dòng)信號(hào),應(yīng)對(duì)所用的換能器進(jìn)行研究,并且相應(yīng)的開發(fā)研制發(fā)射和接收電路;(2)對(duì)流體流動(dòng)機(jī)理的研究;

2、(3)在線實(shí)時(shí)相關(guān)器的研究;(4)實(shí)驗(yàn)標(biāo)定裝置的研究;(5)全測(cè)量系統(tǒng)綜合技術(shù)指標(biāo)及性能的研究.本課題研究的重點(diǎn)是提取流動(dòng)信號(hào)的電子線路和流動(dòng)信號(hào)相關(guān)算法的研究.本文首先概述了流量計(jì)的發(fā)展歷史、現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢(shì)以及各種流量計(jì)的特點(diǎn).接著介紹了超聲波流量計(jì)的工作原理及特點(diǎn),重點(diǎn)闡述了相關(guān)法超聲波流量計(jì)國(guó)內(nèi)外研究狀況,并確定了本文的主要研究任務(wù)--相關(guān)法超聲波流量計(jì)二次儀表的研究,并用于氣體流量的測(cè)量.在相關(guān)法超聲波流量計(jì)一次儀表的設(shè)計(jì)部分,

3、首先詳細(xì)的闡述了相關(guān)法流量測(cè)量的原理及其特點(diǎn).通過(guò)對(duì)超聲波性能的研究,選用合適的超聲波換能器,使其滿足流量測(cè)量的要求.在相關(guān)法超聲波流量計(jì)二次儀表硬件的研究工作中,首先對(duì)超聲波換能器的發(fā)射和接收電路進(jìn)行研究.接收換能器接收到經(jīng)過(guò)流動(dòng)信號(hào)調(diào)制后的超聲波信號(hào)后,如何準(zhǔn)確提取流動(dòng)信號(hào)是保證二次儀表性能的關(guān)鍵.本文采用包絡(luò)檢波電路,解調(diào)出流動(dòng)信號(hào),并送至A/D轉(zhuǎn)換器,完成流動(dòng)信號(hào)的采集和轉(zhuǎn)換.數(shù)字化后的流動(dòng)信號(hào)被送至快速數(shù)字信號(hào)處理器(DSP)

4、進(jìn)行判別和處理.在二次儀表軟件的研究工作中,對(duì)相關(guān)函數(shù)的算法進(jìn)行研究,闡述了三種算法的原理及其優(yōu)缺點(diǎn).本課題結(jié)合高速發(fā)展的數(shù)字信號(hào)處理技術(shù),采用頻域內(nèi)計(jì)算相關(guān)函數(shù)的算法,避免越零點(diǎn)算法丟失流場(chǎng)信息的缺陷和極性重合法計(jì)算量大的不足.同時(shí),為了提高相關(guān)函數(shù)峰值時(shí)間的測(cè)量精度,對(duì)相關(guān)函數(shù)的峰值進(jìn)行拋物線插值計(jì)算.在實(shí)驗(yàn)部分,首先對(duì)研究的電子線路進(jìn)行檢測(cè),確保換能器和電子線路的正常工作,軟件程序的正常運(yùn)行.接著實(shí)驗(yàn)在不同流速的條件下進(jìn)行實(shí)流測(cè)量