【摘要】：超聲波電子水表的研發(fā)瓶頸在于計量精度問題,由于超聲波傳播距離較短,并且容易受外界聲波或流體振動的干擾,導致計量產生嚴重誤差,尤其是在小流量點,計量誤差更為顯著。本論文采用差分時間計算水流量,針對小口徑民用超聲波水表精度問題,從硬件設計到軟件開發(fā),剖析造成精度較低的原因并提出有效規(guī)避或解決這些問題的方法。(1)考慮到差分時間采集的準確性,本論文使用E703.15 ASIC單芯片方案,時間分辨率達38ps,保證時間的精確性;雙閾值比較控制計時觸發(fā),能夠及時捕捉到超聲波信號,精準計量出超聲波傳播時間。(2)零流量差分時間對小流量的計量精度影響極大,大流量計量精度也受影響,但相比小流量影響更小。使用卡爾曼濾波并估算零流量差分時間,平滑了數(shù)據并消除脈沖干擾,極大降低了小流量的計量誤差,提升了計量精度的穩(wěn)定性。(3)水流管道對水流速度分布有很大影響,導致流速分布不均勻產生計量誤差,另外由于管道有反射柱體,也會造成水流紊亂,由于流體力學修正流速很復雜,本論文直接通過分流域線性補償聲速的方式來修正水流速度,取得良好的計量效果。通過實驗發(fā)現(xiàn),溫度對水流速度也有著較大的影響,使用分溫度段分流域線性聲速補償可以有效解決溫度變化帶來的計量誤差問題。(4)因為要對不同溫度段進行聲速補償,為確定溫度和聲速補償值,本論文介紹了超聲波水表上位機校準系統(tǒng)。在此系統(tǒng)可以看到水表計量體積、瞬時流量及其變化狀態(tài),可以校準流速曲線并進行零流量差分時間估計,方便觀測水表狀態(tài)及其校準精確度。通過分析計量公式中的參數(shù),剖析了造成計量精度較低的原因并提出解決方案。經過實驗論證,本論文提到的解決方案對提升小口徑民用超聲波水表的計量精度有顯著效果,計量精度完全滿足國家二級水表的標準。
【學位授予單位】：齊魯工業(yè)大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2018
【分類號】：TH814.2
【圖文】：

圖 2.1 Z 型聲道布置方式式如圖2.1所示，Z型法能夠測量管道內流體的程中沒有反射，信號損耗小，但對安裝精度要求同一截面，當管道內流體存在沿徑向的流速成分

V型聲道布置方式

圖 2.3 W 型聲道布置方式置方式如圖2.3所示。W型和V型方法都是通過增大超高流量計量精確度。但與V型方法不同的是，W型聲道在管道內壁反射 3 次，傳播長度是V型傳播路徑的

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5 朱_g;海洋計量是高質量發(fā)展的基準[N];中國海洋報;2019年

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本文編號：2782987