本文關(guān)鍵詞：時差法超聲波流量計的研制及流場適應(yīng)性研究　出處：《浙江理工大學(xué)》2015年碩士論文　論文類型：學(xué)位論文

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【摘要】：超聲波流量計是一種高精度、非接觸式、無壓損、高量程比、高適用性的流量檢測儀表，在工業(yè)檢測領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用，市場前景廣闊。目前使用的大中型超聲波流量計，工作環(huán)境良好，包括彎管前后直管段長度都有較大的設(shè)計馀量，基本能滿足流場充分發(fā)展的測量要求。而中小口徑流量計的流場條件相對較差，因此要求對流場有較好的適應(yīng)性，超聲波流量計向小口徑發(fā)展時，將受到非理想流場問題的較大影響，國內(nèi)對超聲波流量計的研究集中在硬件電路和信號處理方面，少有涉及流場適應(yīng)性問題。本文對超聲聲波流量計在非理想流場中的適應(yīng)性展開深入研究，以提高現(xiàn)有的測量技術(shù)。 首先，針對流場溫度、壓力等狀態(tài)因素對測量的影響問題，提出了一種具有補償功能的時差算法，通過對算法中聲速和電路延時的排除，提高了測量精度。 其次，運用流體力學(xué)知識，論證了彎管流場導(dǎo)致的流場速度分布改變對檢測精度的影響，通過對彎管二次流影響聲道線方式的研究，分析了彎管二次流垂直誤差與水平誤差產(chǎn)生的原因并推導(dǎo)出了計算公式。結(jié)合實際的流量計使用情況，設(shè)定雷諾數(shù)的變化范圍和流量計安裝位置，定量分析了安裝在彎管下游不同位置的流量計在不同雷諾數(shù)下的誤差規(guī)律。借鑒流體慣性規(guī)律，提出用壓力差來表現(xiàn)二次流強度，結(jié)合誤差仿真結(jié)果通過測量壓力差來對彎管二次流誤差進行修正的方法，壓力差的測量位置分別為彎管出口處的管道頂端和底端。 接著，對時差法超聲波流量計進行了研制。設(shè)計了以TI公司的TMS320F2812DSP為核心的硬件電路系統(tǒng)，采用電壓調(diào)幅使特征點明顯的方法激勵換能器，使接收信號過零點的判斷更加穩(wěn)定，過零點的判斷通過特定的檢測電路完成，采用抗干擾措施，以提高系統(tǒng)的穩(wěn)定性。根據(jù)超聲波發(fā)射的要求，設(shè)計了合理的管段結(jié)構(gòu)。通過對接收波形的對比，，篩選出一對性能較好的壓電換能器探頭。 最后，利用實驗測量系統(tǒng)測試了電路延時完成補償算法，對多個標(biāo)定流量點進行了樣機的實流檢測，驗證了流場適應(yīng)性仿真結(jié)果和補償方法的有效性。
【學(xué)位授予單位】：浙江理工大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：TH814.92

【參考文獻】

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