超聲波氣體流量計具有測量精度高、重復性好、量程比寬、壓力損耗少等優(yōu)點,因而獲得越來越廣泛的關注和應用。根據(jù)聲道數(shù)的不同,超聲波氣體流量計可分為單聲道和多聲道。與單聲道相比,多聲道超聲波氣體流量計能有效降低管道內氣流流速分布不均帶來的影響,具有測量精度高,抗干擾能力強,適用于大口徑流量測量等優(yōu)點,現(xiàn)已越來越多地應用于天然氣貿易計量領域。由于我國在多聲道超聲波氣體流量計方面的研究起步較晚,目前仍存在種種技術難題有待解決。本文針對多聲道超聲波氣體流量測量的若干個問題進行研究,主要包括傳感器設計、系統(tǒng)設計、聲道故障診斷和補償以及實驗測試等。重點研究了雙聲道和四聲道超聲波氣體流量計,通過選取合適的聲道布置方案和流量積分方法,力圖克服不同流場情況下流速分布對測量的影響,提高超聲波氣體流量計的性能。本文的主要工作和創(chuàng)新點如下:(1)針對不同管徑下的氣體流量測量,設計了兩種不同聲道布置的多聲道超聲波氣體流量測量傳感器,即雙聲道"Z+V"型和四聲道"X+X"型,并研究確定了兩種多聲道傳感器所采用的流量積分方法。(2)完成了超聲波發(fā)射電路、超聲波接收電路、多聲道切換電路的設計和系統(tǒng)總體調試,并基于模型擬合...

【文章頁數(shù)】：88 頁

【學位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
ABSTRACT
第一章 緒論
    本章主要內容
    1.1 研究背景及意義
    1.2 國內外研究綜述
    1.3 本文主要研究內容
    1.4 本章小結
第二章 文獻綜述
    本章主要內容
    2.1 超聲波氣體流量測量方法
        2.1.1 傳播時間法
        2.1.2 互相關法
        2.1.3 波束偏移法
    2.2 超聲波信號處理方法
        2.2.1 渡越時間測量方法
        2.2.2 噪聲抑制方法
    2.3 管道內氣體流場分布
        2.3.1 充分發(fā)展的層流速度分布
        2.3.2 充分發(fā)展的紊流速度分布
    2.4 本章小結
第三章 多聲道超聲波氣體流量測量方案設計
    本章主要內容
    3.1 引言
    3.2 超聲波氣體流量計聲道布置方式
        3.2.1 單聲道布置方式
        3.2.2 多聲道布置方式
    3.3 多聲道超聲波氣體流量計流量積分方法
        3.3.1 雙聲道"Z+V"型流量積分方法
        3.3.2 四聲道"X+X"型流量積分方法
    3.4 多聲道超聲波氣體流量測量傳感器設計
        3.4.1 超聲波換能器的選擇
        3.4.2 傳感器管段設計
    3.5 本章小結
第四章 多聲道超聲波氣體流量測量系統(tǒng)設計
    本章主要內容
    4.1 系統(tǒng)總體硬件設計
    4.2 超聲波發(fā)射電路設計
    4.3 超聲波接收電路設計
    4.4 切換電路設計
    4.5 系統(tǒng)軟件設計
        4.5.1 下位機軟件設計
        4.5.2 數(shù)據(jù)處理
    4.6 本章小結
第五章 聲道故障診斷及補償方法研究
    本章主要內容
    5.1 引言
    5.2 聲道故障診斷
    5.3 補償方法研究
    5.4 本章小結
第六章 多聲道超聲波氣體流量測量系統(tǒng)實驗研究
    本章主要內容
    6.1 流量實驗
        6.1.1 雙聲道"Z+V"型超聲波氣體流量計標定實驗
        6.1.2 四聲道"X+X"型超聲波氣體流量計標定實驗
    6.2 誤差分析
    6.3 本章小結
第七章 總結與展望
參考文獻
致謝
作者簡介
攻讀碩士學位期間所取得的科研成果



本文編號：3801460