本文關(guān)鍵詞：基于輔助聲道式超聲波測量塊的流量計量方法研究

  更多相關(guān)文章： 超聲波流量計 換能器 輔助聲道 等效電路模型 PSPICE 精確計時 信號處理

【摘要】：作為一種高精度、無壓損的通用流量計量儀表,超聲波流量計已有數(shù)十年的發(fā)展歷史。早期受限于電子技術(shù)及換能器技術(shù)的發(fā)展水平,超聲波流量計主要應(yīng)用于工礦企業(yè)、航空航天、大流量能源計量等領(lǐng)域。近年來,隨著集成電路向低功耗、小型化方向發(fā)展,加之換能器材料科學(xué)的迅速進(jìn)步,越來越多面向普通民用的超聲波流量計產(chǎn)品涌現(xiàn)出來,并在供暖、供水、城市天然氣管網(wǎng)建設(shè)等領(lǐng)域占據(jù)一席之地。對于超聲波流量計而言,零點誤差一直是制約其精度提高的關(guān)鍵問題之一,為了滿足普通民用產(chǎn)品對于成本、功耗的需求,現(xiàn)有的零點誤差抑制方法面臨重大挑戰(zhàn),急需一種行之有效的替代方案。本課題針對上述問題,提出了一種基于輔助聲道式超聲波測量塊的新型流量計量方法,可從根本上降低換能器特性參數(shù)差異及其漂移對于流量計計量精度的影響,為經(jīng)濟(jì)型超聲波流量計產(chǎn)品的研制提供一種新的思路。本文主要分六章進(jìn)行研究:論文的第一章主要針對超聲波流量計及超聲波換能器的基本概念及其研究現(xiàn)狀進(jìn)行了簡要介紹,著重介紹了超聲波流量計零點問題的研究現(xiàn)狀,闡明本課題的研究意義及主要任務(wù)。論文第二章詳細(xì)闡述了所用輔助聲道式超聲波測量塊的工作機(jī)理,對其結(jié)構(gòu)進(jìn)行了優(yōu)化設(shè)計,并根據(jù)已有輔助聲道基體設(shè)計方案的不足進(jìn)行了理論分析,重新開展材料選型及測試工作。論文第三章根據(jù)輔助聲道式超聲波測量塊的使用需求,重新設(shè)計了實驗驗證平臺,硬件部分主要包括精確計時技術(shù)和小信號處理技術(shù),軟件部分主要針對被測介質(zhì)溫度測量及流量測量進(jìn)行了程序設(shè)計。論文第四章利用換能器解析模型建立了基于輔助聲道式超聲波測量塊的流量計系統(tǒng)仿真模型,并利用PSPICE軟件進(jìn)行了仿真分析,對系統(tǒng)設(shè)計過程中所基于的前提假設(shè)進(jìn)行了仿真驗證,并研究了參考信號和測量信號靜態(tài)渡越時間差之間的關(guān)系,為后續(xù)算法修正提供參考。論文第五章利用所設(shè)計的實驗驗證平臺,對靜態(tài)情況下所述新型流量計量方法的有效性進(jìn)行了實驗驗證,開展了輔助聲道基體問題穩(wěn)定性測試工作,并對系統(tǒng)的零點誤差抑制可行性進(jìn)行了測試分析。論文最后對本課題的研究工作進(jìn)行了總結(jié),針對課題開展過程中存在的不足提出了一些展望。
【關(guān)鍵詞】：超聲波流量計 換能器 輔助聲道 等效電路模型 PSPICE 精確計時 信號處理
【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】：2016
【分類號】：TH814.92
【目錄】：

• 致謝4-5
• 摘要5-7
• Abstract7-11
• 1. 緒論11-25
• 1.1 引言11
• 1.2 超聲波流量計概述11-13
• 1.3 超聲波換能器概述13-17
• 1.3.1 換能器概述13-15
• 1.3.2 超聲波換能器的關(guān)鍵指標(biāo)15-17
• 1.4 超聲波流量計零點問題概述17-18
• 1.5 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀18-22
• 1.5.1 超聲波流量計現(xiàn)狀18-19
• 1.5.2 超聲波換能器現(xiàn)狀19-21
• 1.5.3 超聲波流量計零點問題研究現(xiàn)狀21-22
• 1.6 課題研究意義22-23
• 1.7 課題任務(wù)23-24
• 1.8 本章小結(jié)24-25
• 2. 輔助聲道式超聲波測量塊設(shè)計25-38
• 2.1 工作機(jī)理分析25-28
• 2.2 測量塊結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計28-31
• 2.3 輔助聲道基體設(shè)計31-37
• 2.3.1 匹配理論32-34
• 2.3.2 聲衰減影響分析34-35
• 2.3.3 材料選型與實驗測試35-37
• 2.4 本章小結(jié)37-38
• 3. 信號處理系統(tǒng)設(shè)計38-62
• 3.1 硬件設(shè)計部分38-54
• 3.1.1 精確計時技術(shù)38-46
• 3.1.2 小信號處理技術(shù)46-54
• 3.2 軟件設(shè)計部分54-61
• 3.2.1 初始化55-56
• 3.2.2 主循環(huán)程序56
• 3.2.3 流量測量程序56-61
• 3.3 本章小結(jié)61-62
• 4. 零點誤差抑制可行性分析62-78
• 4.1 換能器解析建模62-64
• 4.2 輔助聲道式超聲波測量塊建模64-66
• 4.3 基于PSPICE的流量計系統(tǒng)仿真分析66-76
• 4.3.1 PSPICE軟件介紹66
• 4.3.2 流量計系統(tǒng)建模與分析66-76
• 4.4 本章小結(jié)76-78
• 5. 實驗驗證與結(jié)果分析78-87
• 5.1 整機(jī)功能測試78-80
• 5.2 輔助聲道基體溫度穩(wěn)定性測試80-84
• 5.3 零點誤差抑制可行性測試84-86
• 5.4 本章小結(jié)86-87
• 6. 總結(jié)與展望87-89
• 6.1 課題總結(jié)87-88
• 6.2 課題展望88-89
• 參考文獻(xiàn)89-95
• 在校期間的主要研究成果95

【相似文獻(xiàn)】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 夏征勇,王玉弟,肖志一;液體化產(chǎn)品流量計量的開發(fā)與應(yīng)用[J];計量技術(shù);2002年05期

2 史秀麗;張宏峰;李文鵬;郁向民;;流量計量在工業(yè)上的應(yīng)用及其重要性[J];工業(yè)計量;2006年S2期

3 趙明坤;;流量計量的意義的分析[J];黑龍江科技信息;2008年26期

4 周偉華;;淺談流量計量的意義[J];計量與測試技術(shù);2008年08期

5 朱啟昌,程留恩;流量計量的新發(fā)展──托巴流量計[J];工業(yè)計量;1997年03期

6 徐英華;;流量計量基礎(chǔ)知識系列講座 第一講 流量計量[J];中國計量;2014年01期

7 李景才,張偉;高楞煤氣分輸站流量計量裝置選型、設(shè)計及應(yīng)用[J];應(yīng)用科技;2001年07期

8 于桂英;計算機(jī)流量計量及管理系統(tǒng)[J];情報指揮控制系統(tǒng)與仿真技術(shù);2002年12期

9 孫延祚;國際流量計量學(xué)術(shù)動態(tài)及發(fā)展趨勢[J];儀器儀表標(biāo)準(zhǔn)化與計量;2002年03期

10 ;服務(wù)讀者 交流互動 本刊推出“流量計量技術(shù)互動平臺”[J];中國計量;2004年08期

中國重要會議論文全文數(shù)據(jù)庫 前5條

1 劉衛(wèi)軍;陳秀霞;;淺析混合煤氣的流量計量[A];全國冶金自動化信息網(wǎng)2009年會論文集[C];2009年

2 李傳經(jīng);王繼忠;;流量計量標(biāo)準(zhǔn)的趨同性研究和試驗方法[A];第八屆工業(yè)儀表與自動化學(xué)術(shù)會議論文集[C];2007年

3 吳君;龔中偉;張可林;王德勇;;流量計量與檢測裝置的應(yīng)用與改造[A];江蘇省計量測試學(xué)會2005年論文集[C];2005年

4 李峰;趙虎;李萍;居滋培;;天然氣流量計量中的參數(shù)補(bǔ)償[A];第二屆全國信息獲取與處理學(xué)術(shù)會議論文集[C];2004年

5 盧光飛;;PLC在流量計量中的應(yīng)用[A];新世紀(jì) 新機(jī)遇 新挑戰(zhàn)——知識創(chuàng)新和高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)發(fā)展（下冊）[C];2001年

中國重要報紙全文數(shù)據(jù)庫 前6條

1 王巧然;國家油氣大流量計量站南京分站檢測能力達(dá)到世界先進(jìn)水平[N];中國石油報;2008年

2 楊蕾;全力破解水大流量計量難題[N];中國質(zhì)量報;2007年

3 ;為貿(mào)易結(jié)算把脈[N];中國質(zhì)量報;2004年

4 高峰　記者 周國兵;中國計量院攻克三峽電站計量難題[N];中國質(zhì)量報;2010年

5 河南省農(nóng)校 姚國林;流量計量告別紙筆時代[N];中國計算機(jī)報;2001年

6 中國計量科學(xué)研究院王東偉;“西氣東輸”、“南水北調(diào)”準(zhǔn)確計量[N];中國國門時報;2003年

中國碩士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 馬莉麗;遠(yuǎn)程流量計量系統(tǒng)的設(shè)計研究[D];西南農(nóng)業(yè)大學(xué);2005年

2 趙小平;分布式油井流量計量系統(tǒng)設(shè)計與實現(xiàn)[D];西安石油大學(xué);2015年

3 魯志成;戶用超聲波水表的研究與設(shè)計[D];哈爾濱工業(yè)大學(xué);2016年

4 何俊;基于輔助聲道式超聲波測量塊的流量計量方法研究[D];浙江大學(xué);2016年

5 李亮;基于流量計量的助劑自動配重系統(tǒng)[D];浙江理工大學(xué);2013年

6 劉長峰;天然氣流量計量方法的研究[D];西南石油學(xué)院;2003年

7 陳布;天然氣流量計量綜合管理系統(tǒng)的開發(fā)與應(yīng)用[D];北京理工大學(xué);2015年

8 姚偉江;流量計算機(jī)的設(shè)計與研發(fā)[D];浙江大學(xué);2011年

9 于穎書;智能流量計量控制系統(tǒng)及其VHDL實現(xiàn)[D];天津大學(xué);2005年

10 鐘明森;基于TMS320VC5509A的濕氣流量計量單元研制[D];中國石油大學(xué);2010年

，

本文編號：1023946