氣體超聲波流量計具有無壓損、測量精度高、測量范圍廣等諸多優(yōu)點,廣泛應用于各種氣體流量測量領域,特別適用于天然氣貿易等大口徑管道的流量測量。但是,氣體超聲波流量計的超聲波信號能量衰減嚴重,回波信噪比低,嚴重影響其測量精度和量程比。同時,國內生產的氣體超聲波流量計都采用模擬信號的處理方法,測量精度較低,穩(wěn)定性較差,所以,氣體超聲波流量計的高端市場幾乎被國外產品所壟斷。為此,本文從激勵方法配合信號處理方法的角度出發(fā),利用波的疊加特性,提出新的間歇式激勵方法和與之配合的基于相鄰峰值最大差值的信號處理方法;從回波信號輪廓的角度出發(fā),分析回波輪廓的變化規(guī)律,建立回波上升段輪廓的數(shù)學模型,提出基于回波峰值擬合的信號處理方法;又從回波能量包絡的角度出發(fā),分析回波能量的變化規(guī)律,建立回波能量包絡的數(shù)學模型,提出基于回波能量點定位的信號處理方法;在基于DSP(數(shù)字信號處理器)和FPGA(現(xiàn)場可編程門陣列)的硬件系統(tǒng)上,實時實現(xiàn)上述信號處理方法和激勵方法,有效地提高了氣體超聲波流量計的測量精度,擴展了測量范圍。研制的系統(tǒng)在安徽省計量科學研究院進行實驗標定。結果表明,基于回波峰值擬合、基于回波能量點定位與基于相...

【文章頁數(shù)】：74 頁

【學位級別】：碩士

【部分圖文】：

圖２．１氣體超聲波流量計激勵信號與回波信號示意圖??Ｆｉｇ．?２．１?Ｔｈｅ?ｅｘｃｉｔａｔｉｏｎ?ａｎｄ?ｅｃｈｏ?ｓｉｇｎａｌ?ｏｆ?ｕｌｔｒａｓｏｎｉｃ?ｇａｓ?ｆｌｏｗｍｅｔｅｒ??

輸出的回波信號呈紡錘體形。由于超聲波換能器存在阻尼特性，回波信號??將經(jīng)過一段時間后才會衰減到零。若緊接著對發(fā)射換能器再次進行激勵，接收換??能器輸出的回波信號就會與之前的回波信號疊加在一起，如圖２．１所示。??：ｎｉ激勵信號?ｉ?Ｈ丨Ｉ，?回多信號??－?；。｜?｜｜｜｜一＿＿....

圖２．?３實驗平臺組成示意圖??Ｆｉｇ２．３?Ｔｈｅ?ｃｏｍｐｏｓｉｔｉｏｎ?ｄｉａｇｒａｍ?ｏｆ?ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔａｌ?ｐｌａｔｆｏｒｍ??

２．３．１實驗平臺??采用鼓風機、兩臺ＤＮＩＯＯｍｍ的氣體超聲流量計、若干管道等搭建實驗平臺，??如圖２．３所示。其中，鼓風機用于提供管道氣體流量。兩臺氣體超聲流量計中，??一臺為上海中核維思儀器儀表有限公司生產的ＣＬ－２型雙聲道四換能器一次反射??式氣體超聲流量計，精度等級為１....

圖2.4間歇寬度為0時回波信號歸一化波形

?第二章激勵方法研宄???再通過比較三個連續(xù)采樣點的中間點是否為三個采樣點的最大值，找出回波??信號中各峰值，通過后一個峰值，減前一個峰值，得出相鄰峰值之間的差值為??Ｍ，則??＾?—?＾ｘ＋ｉ?￣?（２－２）??通過比較各相鄰峰值的差值大小，找出最大差值“？＾，貝ＩＪ??＾＾ｍ....

圖26流量相同激勵不同通道各間歇下回波信號相鄰峰值的最大差值分布圖

?合肥工業(yè)大學學術碩士研宄生學位論文???在不同間歇下，采用５個正弦波對應的間歇式激勵方法得到１０組回波信號??數(shù)據(jù)，將１０組回波信號中每一個采樣點位置的釆樣值相加后求平均，再對平均??后的回波信號進行歸一化，找出四個通道的回波信號各相鄰峰值的最大差值，得??出其隨著間歇增大的變....

本文編號：4021097