本文關(guān)鍵詞：基于高頻超聲的液體流量測(cè)量機(jī)理及方法研究

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【摘要】：在工業(yè)生產(chǎn)和人們的生活中許多地方都要用到流量測(cè)量,大多數(shù)現(xiàn)有的流量計(jì)需要截?cái)喙艿肋M(jìn)行測(cè)量,不僅影響管道中的流體流動(dòng),而且這些流量計(jì)壞了以后更換麻煩。超聲流量計(jì)是近年來研究的熱門,本文研究了基于高頻超聲的液體流量測(cè)量機(jī)理及方法,可以在管道外對(duì)流體進(jìn)行非接觸測(cè)量,具有使用方便、功能多樣等優(yōu)點(diǎn)。本文在詳實(shí)研究國內(nèi)外各種流量計(jì)的基礎(chǔ)上,對(duì)課題的背景及研究超聲流量計(jì)的目的和意義進(jìn)行了闡述,然后分析了超聲流量計(jì)國內(nèi)外的研究現(xiàn)狀及發(fā)展動(dòng)態(tài),著重研究了時(shí)差式超聲流量計(jì)的原理并進(jìn)行了設(shè)計(jì),本論文主要內(nèi)容包括:首先,對(duì)幾種超聲流量計(jì)的原理進(jìn)行了探討,比較了優(yōu)缺點(diǎn)。研究了時(shí)差式超聲流量計(jì)的兩種測(cè)時(shí)方法,包括用模擬電路直接測(cè)量延時(shí)以及基于互相關(guān)技術(shù)的延時(shí)計(jì)算方法。其次,研究不同頻率的超聲信號(hào)在管道中的不同的傳輸波場(chǎng)。采用COMSOL軟件仿真了不同頻率的超聲在水管中的傳播,確定不同頻率的超聲在管道中的聲壓級(jí)分布,為超聲探頭頻率的選擇提供了依據(jù)。再次,在介紹TDC-GP21檢測(cè)時(shí)延的芯片及采用的超聲探頭的基礎(chǔ)上,設(shè)計(jì)了基于TDC-GP21的時(shí)差式超聲流量計(jì)。構(gòu)建了超聲流量計(jì)的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)、設(shè)計(jì)了電路圖、繪制PCB電路版圖,同時(shí)編寫了相關(guān)模塊的程序。最后,搭建了高頻超聲流量計(jì)的實(shí)驗(yàn)系統(tǒng),并對(duì)系統(tǒng)、探頭及電路的輸入輸出特性進(jìn)行了測(cè)試。
【關(guān)鍵詞】：高頻超聲 非接觸 時(shí)差式 COMSOL
【學(xué)位授予單位】：燕山大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：TH814
【目錄】：

• 摘要5-6
• Abstract6-9
• 第1章 緒論9-15
• 1.1 課題背景及研究的目的和意義9-12
• 1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀及分析12-14
• 1.3 研究?jī)?nèi)容及章節(jié)安排14-15
• 第2章 時(shí)差式超聲流量計(jì)綜合研究15-29
• 2.1 時(shí)差法測(cè)流速15-17
• 2.2 直接測(cè)量傳播時(shí)間17-18
• 2.2.1 門限電平法確定信號(hào)接收時(shí)刻17-18
• 2.2.2 串聯(lián)門電路計(jì)時(shí)18
• 2.3 互相關(guān)算法計(jì)算傳播時(shí)間18-23
• 2.3.1 A/D轉(zhuǎn)換19
• 2.3.2 互相關(guān)算法計(jì)算信號(hào)延時(shí)19-20
• 2.3.3 改進(jìn)的互相關(guān)算法20-21
• 2.3.4 改進(jìn)發(fā)射信號(hào)再做互相關(guān)21-23
• 2.4 寬波束超聲流量計(jì)23-25
• 2.5 不同頻率的超聲在管道中傳播的仿真25-28
• 2.6 本章小結(jié)28-29
• 第3章 硬件設(shè)計(jì)29-39
• 3.1 電源模塊30
• 3.2 3.3V/5V器件I/O口互連30-32
• 3.3 時(shí)間數(shù)字轉(zhuǎn)換器TDC-GP2132-38
• 3.3.1 GP21特性32-33
• 3.3.2 GP21操作碼和寄存器33-34
• 3.3.3 脈沖發(fā)生器34-35
• 3.3.4 模擬輸入部分35-36
• 3.3.5 計(jì)時(shí)部分36-37
• 3.3.6 外圍電路37-38
• 3.4 本章小結(jié)38-39
• 第4章 軟件設(shè)計(jì)39-47
• 4.1 通過按鍵設(shè)置管道直徑40-41
• 4.2 GP21與單片機(jī)通信41-42
• 4.3 GP21模塊程序42-46
• 4.3.1 配置GP21控制寄存器42-43
• 4.3.2 無限循環(huán)測(cè)流量43-45
• 4.3.3 浮點(diǎn)數(shù)轉(zhuǎn)字符串程序45-46
• 4.4 本章小結(jié)46-47
• 第5章 系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)測(cè)試47-52
• 5.1 探頭特性測(cè)試47-48
• 5.2 測(cè)試波形48-49
• 5.3 實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)49-51
• 5.4 本章小結(jié)51-52
• 結(jié)論52-53
• 參考文獻(xiàn)53-56
• 致謝56-57
• 附錄 電路原理圖57

【相似文獻(xiàn)】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 張郁麟;超聲流量計(jì)[J];壓電與聲光;1984年02期

2 尹鐘萬;;新穎超聲流量計(jì)[J];國外油田工程;1989年04期

3 韋余紅,袁易全;夾持式超聲流量計(jì)誤差分析[J];聲學(xué)技術(shù);1993年01期

4 郭永琪;超聲流量計(jì)的應(yīng)用[J];計(jì)量技術(shù);1994年11期

5 章立;新穎超聲流量計(jì)[J];煉油化工自動(dòng)化;1994年05期

6 李林華;引青自動(dòng)化超聲流量計(jì)井的規(guī)劃與設(shè)計(jì)[J];河北水利水電技術(shù);1995年04期

7 鄭玉龍,馬福軍;淺談氣體超聲流量計(jì)技術(shù)現(xiàn)狀及應(yīng)用前景[J];油氣田地面工程;2001年05期

8 孟云棠,張艷華;測(cè)量非穩(wěn)定性流體的超聲流量計(jì)[J];遼寧師專學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版);2001年04期

9 孫延祚;從阿林頓工作會(huì)議了解超聲流量計(jì)國際標(biāo)準(zhǔn)的動(dòng)向[J];儀器儀表標(biāo)準(zhǔn)化與計(jì)量;2002年05期

10 梁鴻生,柴繼河,郝勇娜,王凱;電磁超聲流量計(jì)的研制[J];化工自動(dòng)化及儀表;2003年06期

中國重要會(huì)議論文全文數(shù)據(jù)庫 前1條

1 李朝暉;劉連博;姜天仕;;脈動(dòng)小流量的超聲流量計(jì)研究[A];中國聲學(xué)學(xué)會(huì)2002年全國聲學(xué)學(xué)術(shù)會(huì)議論文集[C];2002年

中國重要報(bào)紙全文數(shù)據(jù)庫 前4條

1 本報(bào)記者 段心鑫;長輸氣管道建設(shè)成本有望再降[N];中國能源報(bào);2010年

2 特約記者 權(quán)太峰;從無到有的開拓之路[N];中國石油報(bào);2010年

3 饒興鶴;超聲流量計(jì)市場(chǎng)快速增長[N];中國化工報(bào);2009年

4 本報(bào)特約記者 付文奎 余曦;高新技術(shù)為西氣東輸提升管道技術(shù)水平[N];中國石油報(bào);2001年

中國碩士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 劉婷;高溫熔鹽超聲流量計(jì)的信號(hào)處理方法與技術(shù)研究[D];中國科學(xué)院研究生院(上海應(yīng)用物理研究所);2016年

2 方宜兵;基于高頻超聲的液體流量測(cè)量機(jī)理及方法研究[D];燕山大學(xué);2016年

3 劉成強(qiáng);時(shí)差式超聲流量計(jì)的研究與軟件實(shí)現(xiàn)[D];哈爾濱工程大學(xué);2008年

4 覃莉;相位差法超聲流量計(jì)的研究及軟件實(shí)現(xiàn)[D];哈爾濱工程大學(xué);2006年

5 段允;高精度低功耗超聲流量計(jì)關(guān)鍵技術(shù)的研發(fā)[D];寧波大學(xué);2011年

6 張朋勇;超聲流量計(jì)非理想流場(chǎng)適應(yīng)性研究[D];天津大學(xué);2012年

7 曹鵬;大口徑超聲流量計(jì)時(shí)間參數(shù)校準(zhǔn)[D];河北大學(xué);2014年

8 官龍騰;超聲流量計(jì)數(shù)字化網(wǎng)絡(luò)通信系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[D];中國科學(xué)院研究生院（上海應(yīng)用物理研究所）;2015年

9 于文峰;時(shí)差式超聲流量計(jì)的研究與硬件電路實(shí)現(xiàn)[D];哈爾濱工程大學(xué);2008年

10 徐天室;阻流件下游超聲流量計(jì)安裝位置影響研究[D];天津大學(xué);2012年

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本文編號(hào)：646721