本文關(guān)鍵詞：相關(guān)法超聲波流量計二次儀表的研究，，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：相關(guān)法流量測量技術(shù)是利用隨機信號相關(guān)函數(shù)確定信號通過某個系統(tǒng)的傳遞時間來實現(xiàn)流體流動速度的測量。它測量可靠性高、無可動部件、不擾亂流場、無壓力損失。其突出優(yōu)點表現(xiàn)在解決兩相流體、三相流體以及困難流體(腐蝕性、高粘度)的流量測量。還可用于小管徑、低流量、干擾大的流量測量。 把相關(guān)測量技術(shù)應(yīng)用到流量測量方面來，所涉及的研究問題包括：(1)為了獲取流動信號，應(yīng)對所用的換能器進行研究，并且相應(yīng)的開發(fā)研制發(fā)射和接收電路；(2)對流體流動機理的研究；(3)在線實時相關(guān)器的研究；(4)實驗標定裝置的研究；(5)全測量系統(tǒng)綜合技術(shù)指標及性能的研究。 本課題研究的重點是提取流動信號的電子線路和流動信號相關(guān)算法的研究。 本文首先概述了流量計的發(fā)展歷史、現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢以及各種流量計的特點。接著介紹了超聲波流量計的工作原理及特點，重點闡述了相關(guān)法超聲波流量計國內(nèi)外研究狀況，并確定了本文的主要研究任務(wù)——相關(guān)法超聲波流量計二次儀表的研究，并用于氣體流量的測量。 在相關(guān)法超聲波流量計一次儀表的設(shè)計部分，首先詳細的闡述了相關(guān)法流量測量的原理及其特點。通過對超聲波性能的研究，選用合適的超聲波換能器，使其滿足流量測量的要求。 在相關(guān)法超聲波流量計二次儀表硬件的研究工作中，首先對超聲波換能器的發(fā)射和接收電路進行研究。接收換能器接收到經(jīng)過流動信號調(diào)制后的超聲波信號后，如何準確提取流動信號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)出流動信號，并送至A／D轉(zhuǎn)換器，完成流動信號的采集和轉(zhuǎn)換。數(shù)字化后的流動信號被送至快速數(shù)字信號處理器(DSP)進行判別和處理。 在二次儀表軟件的研究工作中，對相關(guān)函數(shù)的算法進行研究，闡述了三種算法的原理及其優(yōu)缺點。本課題結(jié)合高速發(fā)展的數(shù)字信號處理技術(shù)，采用頻域內(nèi)計算相關(guān)函數(shù)的算法，避免越零點算法丟失流場信息的缺陷和極性重合法計算量大的不足。同時，為了提高相關(guān)函數(shù)峰值時間的測量精度，對相關(guān)函數(shù)的峰值進行拋物線插值計算。 在實驗部分，首先對研究的電子線路進行檢測，確保換能器和電子線路的正常工作，軟件程序的正常運行。接著實驗在不同流速的條件下進行實流測量，并分析和處理不同流速下的實驗結(jié)果。接著本文從基本流場出發(fā)，從理論上分析了影響相關(guān)法流量測量精度的因素，進一步探討了相關(guān)法流量測量更為復(fù)雜的數(shù)學(xué)模型。 最后，本文提出了課題研究中出現(xiàn)的問題及其解決方案，同時，對有待改進的地方提出了個人的見解。
【關(guān)鍵詞】：超聲波換能器 相關(guān)法流量計解調(diào) A心轉(zhuǎn)換器 數(shù)字信號處理 快速傅立葉變換
【學(xué)位授予單位】：浙江大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2004
【分類號】：TH814
【目錄】：

• 摘要2-3
• Abstract3-5
• 目錄5-8
• 第一章 概述8-20
• 第一節(jié) 流量計的發(fā)展歷史和現(xiàn)狀8-9
• 第二節(jié) 流量計的分類及現(xiàn)狀9-10
• 第三節(jié) 流量計的發(fā)展趨勢及其應(yīng)用10-12
• 第四節(jié) 超聲波流量計概述12-16
• 4.1 超聲波流量計的發(fā)展與國內(nèi)外現(xiàn)狀12-13
• 4.2 超聲波流量計的特點13-14
• 4.3 超聲波流量計的測量原理14-16
• 第五節(jié) 相關(guān)法超聲波流量計概述16-18
• 第六節(jié) 課題研究內(nèi)容和意義18-20
• 6.1 課題的研究意義18-19
• 6.2 課題的重點和難點19-20
• 第二章 相關(guān)法超聲波流量計一次儀表設(shè)計20-30
• 第一節(jié) 相關(guān)法流量測量的特點和應(yīng)用場合20-21
• 1.1 相關(guān)法超聲波流量計的特點20
• 1.2 相關(guān)法超聲流量計的應(yīng)用場合20-21
• 第二節(jié) 流場的基本知識21-24
• 2.1 流動的兩種狀態(tài)21-22
• 2.2 流體在管道中的速度分布22-24
• 第三節(jié) 超聲波技術(shù)概述24-27
• 3.1 超聲波的衰減特性24-25
• 3.2 超聲波駐波現(xiàn)象及其對測量的影響25-26
• 3.3 超聲波換能器的技術(shù)指標26-27
• 第四節(jié) 超聲波換能器參數(shù)的選擇27-28
• 4.1 超聲波信號波形的選擇27-28
• 4.2 超聲波換能器的工作頻率28
• 第五節(jié) 相關(guān)法超聲流量計殼體的設(shè)計28-30
• 第三章 相關(guān)法超聲波流量計二次儀表硬件系統(tǒng)的設(shè)計30-44
• 第一節(jié) 超聲波發(fā)射換能器驅(qū)動電路設(shè)計31-32
• 1.1 超聲波換能器的阻抗匹配31
• 1.2 超聲波換能器驅(qū)動電路設(shè)計31-32
• 第二節(jié) 前向通道電路的設(shè)計32-44
• 2.1 濾波電路的設(shè)計32-33
• 2.2 放大電路的設(shè)計33
• 2.3 解調(diào)電路的設(shè)計33-36
• 2.3.1 幅度調(diào)制與解調(diào)的頻譜分析33-35
• 2.3.2 包絡(luò)檢波的電路設(shè)計35-36
• 2.4 信號采集36-37
• 2.5 TMS320VC5402數(shù)字信號處理器(digital signal processing)37-43
• 2.5.1 TMS320VC5402體系結(jié)構(gòu)38-39
• 2.5.2 TMS320VC5402的存儲器空間39
• 2.5.3 TMS320VC5402定時器工作原理39-40
• 2.5.4 MAX1295與TMS320VC5402接口電路設(shè)計40-43
• 2.6 保護電路43
• 2.7 流量顯示接口電路與串行通信接口電路43
• 2.8 仿真器接口電路43-44
• 第四章 相關(guān)法超聲波流量計二次儀表軟件系統(tǒng)的設(shè)計44-52
• 第一節(jié) 系統(tǒng)的軟件設(shè)計44-46
• 第二節(jié) 相關(guān)函數(shù)的算法研究46-50
• 2.1 相關(guān)函數(shù)的物理意義46
• 2.2 相關(guān)定理46-47
• 2.3 相關(guān)法函數(shù)的算法47-49
• 2.4 相關(guān)函數(shù)頻域內(nèi)算法49-50
• 第三節(jié) 相關(guān)函數(shù)峰值的插值計算50-52
• 第五章 相關(guān)法超聲波流量計的實驗52-72
• 第一節(jié) 試驗裝置簡介52
• 第二節(jié) 零流量的試驗研究52-56
• 2.1 超聲波換能器的驅(qū)動信號52-53
• 2.2 調(diào)理后的超聲波信號53-54
• 2.3 離散化后的流動信號54
• 2.4 驗證相關(guān)函數(shù)算法54-56
• 2.4.1 對時間序列x(n)與y(n)分別尾部補零55
• 2.4.2 對時間序列x(n)尾部補零，對y(n)頭部補零55-56
• 第三節(jié) 實流時試驗研究56-65
• 3.1 v=3.412m／s時的試驗結(jié)果56-57
• 3.2 v=4.261m／s時的試驗結(jié)果57
• 3.3 v=5.321m／s時的試驗結(jié)果57-58
• 3.4 v=6.095m／s時的試驗結(jié)果58-60
• 3.5 v=8.127m／s時的試驗結(jié)果60
• 3.6 v=9.422m／s時的試驗結(jié)果60-61
• 3.7 v=10.091m／s時的試驗結(jié)果61-62
• 3.8 v=11.433m／s時的試驗結(jié)果62
• 3.9 v=12.136m／s時的試驗結(jié)果62-63
• 3.10 v=15.597m／s時的試驗結(jié)果63-64
• 3.11 v=19.239m／s時的試驗結(jié)果64
• 3.12 v=21.374m／s時的試驗結(jié)果64-65
• 第四節(jié) 相關(guān)速度的物理解釋65-70
• 4.1 疊加原理66
• 4.2 流動噪音信號的頻率結(jié)構(gòu)對相關(guān)函數(shù)的影響66
• 4.3 換能器敏感場的影響66-67
• 4.4 流體截面濃度分布的影響67
• 4.5 相關(guān)速度的物理解釋67-69
• 4.6 實驗結(jié)果的修正69-70
• 第五節(jié) 相關(guān)流量測量的精度分析70-72
• 5.1 相關(guān)函數(shù)峰值位置測量誤差70-71
• 5.2 傳感器間距對測量精度的影響71
• 5.3 流速修正系數(shù)K對測量精度的影響71-72
• 第六章 結(jié)論及展望72-75
• 第一節(jié) 相關(guān)流量測量系統(tǒng)存在的問題及其解決方案72-74
• 第二節(jié) 論文總結(jié)74-75
• 碩士期間發(fā)表的論文75-76
• 參考文獻76-80
• 致謝80

【引證文獻】

中國博士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫 前2條

1 劉會勇;混凝土泵排量實時測量方法研究[D];浙江大學(xué);2008年

2 薛國民;油田地面油氣水三相流測量方法及應(yīng)用研究[D];哈爾濱工業(yè)大學(xué);2008年

中國碩士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫 前7條

1 李文;基于DSP的超聲波流量計的設(shè)計[D];山東科技大學(xué);2011年

2 閆增添;基于相關(guān)法的內(nèi)置超聲波流量測量技術(shù)研究[D];沈陽工業(yè)大學(xué);2012年

3 李賓;耐高壓雙向橢圓齒輪流量計的研究[D];浙江大學(xué);2006年

4 莫莉;機車制動系統(tǒng)流量計研究[D];西南交通大學(xué);2007年

5 劉鵬;基于相關(guān)法的徑流流速虛擬儀器測量系統(tǒng)[D];華中農(nóng)業(yè)大學(xué);2007年

6 陳奕堅;耐高壓雙向橢圓齒輪流量計二次儀表的研究[D];浙江大學(xué);2007年

7 何鵬;基于TMS320F2812的相關(guān)法超聲波流量計研究[D];長安大學(xué);2010年

  本文關(guān)鍵詞：相關(guān)法超聲波流量計二次儀表的研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

本文編號：388042