本文關(guān)鍵詞：提升時差法超聲流量計計量精度關(guān)鍵技術(shù)研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：超聲流量計在各行各業(yè)中應(yīng)用極其廣泛，特別是在當(dāng)今社會，水、油、氣等資源嚴(yán)重匱乏以及環(huán)境破壞日益加重的背景下，超聲流量計能不斷向高精度、高穩(wěn)定性發(fā)展，有利于國家“兩型社會”的建設(shè)，，實(shí)現(xiàn)建設(shè)美麗中國的宏偉目標(biāo)。本課題以提高超聲流量計的計量精度為出發(fā)點(diǎn)，在超聲流量計的理論研究、流體狀態(tài)分析與適應(yīng)性、設(shè)計過程中的一些相關(guān)算法以及補(bǔ)償計量誤差等方面開展了大量的研究工作。其主要內(nèi)容與創(chuàng)新如下： 1.研究了超聲流量計的分類及其計量原理，通過對比分析獲得了時差式超聲流量計的優(yōu)良特性，在分析單通道流量計原理基礎(chǔ)上，建立了多通道計量模型，并對影響超聲流量計計量精度的相關(guān)因素進(jìn)行了綜合分析。 2．流場分布對超聲流量計計量精度的影響。在理想流場下，對層流、紊流、過渡流進(jìn)行了分析研究，并獲知了其速度分布情況。層流下，流場分布較為有規(guī)則，紊流下，流場的速度分布和流體流動中的雷諾數(shù)有關(guān)，而過渡流的分布較為復(fù)雜，是介于層流與紊流之間的一種復(fù)雜流態(tài)。研究了固定雷諾數(shù)的情況下，單彎管與雙彎管中流體的流動性能。 此外，還從流體的適應(yīng)性角度分別研究了管道的粗糙度、超聲換能器以及測量的通道數(shù)對計量精度的影響分析，掌握了其影響規(guī)律，并采取有效的措施來抑制干擾，提高流體的適應(yīng)能力，對提升精度貢獻(xiàn)較大。 3．超聲流量計提升計量精度相關(guān)技術(shù)。主要從超聲流量計的設(shè)計角度出發(fā)，探討了超聲信號的零點(diǎn)漂移問題，并采用有效的方法對漂移問題進(jìn)行了抑制。此外在超聲信號進(jìn)行有效判別后，分別從硬件與軟件角度對采樣的超聲信號進(jìn)行預(yù)處理與相關(guān)濾波方法的研究，能較好地針對超聲信號的時差特點(diǎn)進(jìn)行濾波。研究了在流體波動環(huán)境中，相關(guān)的提高精度方法，提出了流體流速快速跟蹤的方案。 4．超聲流量計補(bǔ)償計量誤差相關(guān)方法。主要針對超聲流量計在實(shí)際測量時存在的非線性誤差，從不同的角度分別探討了超聲流量計計量誤差補(bǔ)償?shù)南嚓P(guān)方法，此部分中主要采用牛頓插值補(bǔ)償法與最小二乘曲線擬合方法，從這二種方法的試驗(yàn)結(jié)果來看，在改善超聲流量計的非線性性能、提高計量精度方面有明顯較好的效果。
【關(guān)鍵詞】：超聲流量計 精度 換能器 流體
【學(xué)位授予單位】：寧波大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2013
【分類號】：TH814.92
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-7
• 目錄7-9
• 引言9-10
• 1 緒論10-15
• 1.1 研究背景及意義10-11
• 1.2 研究現(xiàn)狀11-13
• 1.3 課題的來源13-14
• 1.4 本文的研究內(nèi)容及論文結(jié)構(gòu)14-15
• 2 超聲流量計計量原理及特點(diǎn)15-27
• 2.1 超聲流量計的分類與特點(diǎn)15-17
• 2.1.1 多普勒超聲流量計15-16
• 2.1.2 傳播時間法超聲流量計16
• 2.1.3 互相關(guān)法超聲流量計16-17
• 2.1.4 噪聲法超聲流量計17
• 2.1.5 波速偏移法超聲流量計17
• 2.2 時差法超聲流量計的數(shù)學(xué)建模17-23
• 2.2.1 單通道時差法超聲流量計的原理17-18
• 2.2.2 多通道時差法超聲流量計的建模18-23
• 2.3 影響超聲流量計精度因素分析23-26
• 2.3.1 信號采樣因素23-24
• 2.3.2 流場因素24-25
• 2.3.3 軟件算法因素25-26
• 2.3.4 儀表殼體工藝因素26
• 2.4 本章小結(jié)26-27
• 3. 流場分布對超聲流量計計量精度的影響27-50
• 3.1 管道內(nèi)流場的流動分析27-34
• 3.1.1 理想情況下流量計管內(nèi)流動分析27-30
• 3.1.2 彎管狀態(tài)下流量計管內(nèi)流動分析30-34
• 3.2 管道粗糙度對計量精度的影響34-39
• 3.2.1 粗糙度對計量精度影響分析34-35
• 3.2.2 粗糙管情況下流體流動分析35-39
• 3.3 超聲換能器影響研究39-45
• 3.3.1 超聲換能器的總體介紹39-40
• 3.3.2 換能器中壓電陶瓷晶體的諧振分析40-42
• 3.3.3 超聲換能器的聲電匹配以及實(shí)現(xiàn)42-45
• 3.4 測量通道數(shù)對計量精度影響研究45-49
• 3.5 本章小結(jié)49-50
• 4.提升超聲流量計計量精度的相關(guān)方法50-67
• 4.1 零點(diǎn)漂移抑制方法研究50-53
• 4.2 超聲信號預(yù)處理及濾波53-60
• 4.2.1 硬件電路的預(yù)處理與濾波53-57
• 4.2.2 軟件部分預(yù)處理與濾波57-60
• 4.3 流體流速快速跟蹤方法的研究60-66
• 4.3.1 傳統(tǒng)采樣方式及其局限性61-62
• 4.3.2 自適應(yīng)采樣方法的研究62-64
• 4.3.3 試驗(yàn)結(jié)果分析64-66
• 4.4 本章小結(jié)66-67
• 5. 補(bǔ)償計量誤差相關(guān)方法的研究67-78
• 5.1 牛頓插值補(bǔ)償法67-73
• 5.1.1 牛頓插值法68-70
• 5.1.2 牛頓插值法在提高流量計計量精度中的應(yīng)用70-73
• 5.2 基于曲線擬合的校正方法73-76
• 5.2.1 最小二乘曲線擬合及其求解73-74
• 5.2.2 曲線擬合在超聲流量計中的應(yīng)用74-76
• 5.3 樣機(jī)的試驗(yàn)結(jié)果及檢定結(jié)論76-77
• 5.4 本章小結(jié)77-78
• 6 結(jié)論與展望78-80
• 6.1 研究總結(jié)78-79
• 6.2 相關(guān)工作展望79-80
• 參考文獻(xiàn)80-84
• 在學(xué)研究成果84-85
• 致謝85

【參考文獻(xiàn)】

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  本文關(guān)鍵詞：提升時差法超聲流量計計量精度關(guān)鍵技術(shù)研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

本文編號：339236