本文關(guān)鍵詞：基于超聲流量計換能器工作頻率的溫度補償方法研究

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【摘要】：中小口徑超聲波流量計一般安裝在露天的計量撬上，在露天環(huán)境中，工作環(huán)境溫度會隨時發(fā)生變化。超聲換能器作為超聲波流量計的核心部件，起到能量轉(zhuǎn)化的作用，其性能的穩(wěn)定程度直接影響超聲波流量計的計量精度。但是，工作環(huán)境溫度直接影響超聲換能器的傳輸特性，引起超聲換能器最佳工作頻率的改變。當(dāng)發(fā)送換能器發(fā)出的脈沖波形激勵接收換能器時，接收到的響應(yīng)波形會產(chǎn)生差異，直接導(dǎo)致波形過零點位置的偏移。過零位置是超聲波流量計判定渡越時間的重要信息。因此，超聲換能器工作頻率的溫度補償對提高超聲波流量計計量精度至關(guān)重要。 根據(jù)超聲換能器這一特性，本課題以雙通道超聲波流量計為平臺，使用TMS320F2812DSP作為核心芯片，設(shè)計了一個超聲換能器工作頻率的溫度自動補償系統(tǒng)。課題的主要工作有： 1）了解課題背景、研究意義和超聲換能器溫度補償?shù)难芯楷F(xiàn)狀；介紹時差法超聲波氣體流量計的檢測原理，分析溫度對流量檢測和超聲換能器的影響。 2）通過實驗獲取不同工作環(huán)境溫度下的超聲換能器最佳工作頻率，并以性能最接近的兩對超聲換能器最佳工作頻率的均值作為激勵發(fā)射頻率；將需要設(shè)定的溫度值和與之對應(yīng)的電壓信號、激勵發(fā)送頻率依次存入內(nèi)存，構(gòu)成一個線性表，獲得溫度補償方案。 3）設(shè)計與溫度補償相關(guān)的硬件電路，包括超聲波激勵信號、超聲波接收放大、溫度檢測等電路，并結(jié)合改進的信號渡越時間檢測方法，完成整個系統(tǒng)的設(shè)計。 4）最后，對接收信號波形進行采集，比較有無進行溫度補償對接收波形的影響。并通過實驗樣機流體流量的標定，比較有無進行溫度補償對流速信息的影響。同時，把經(jīng)過溫度補償?shù)牧魉傩畔⑴c基準值進行比較，，獲得超聲波流量計的引用誤差。
【學(xué)位授予單位】：浙江理工大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：TH814.92

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本文編號：1190975