本文關(guān)鍵詞：基于時(shí)差法超聲波流量計(jì)的設(shè)計(jì)與研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

《華南理工大學(xué)》 2013年

基于時(shí)差法超聲波流量計(jì)的設(shè)計(jì)與研究

鄧凱  

【摘要】：超聲波流量計(jì)是一種集聲學(xué)測(cè)量技術(shù)、電子技術(shù)和傳感器技術(shù)于一身的流量計(jì)，可用于各種液體和氣體流量的測(cè)量。由于超聲波流量計(jì)具有量程范圍寬、價(jià)格低、可做非接觸測(cè)量、無(wú)壓力損失、通用性好和適合大管徑及高溫高壓場(chǎng)合等優(yōu)點(diǎn)，在工業(yè)計(jì)量領(lǐng)域得到了廣泛應(yīng)用。國(guó)內(nèi)對(duì)超聲波流量計(jì)的研究起步比較晚，目前國(guó)產(chǎn)的超聲波流量計(jì)通常存在測(cè)量精度低、硬件電路復(fù)雜和穩(wěn)定性差等不足，技術(shù)與國(guó)際先進(jìn)水平存在較大差距，對(duì)超聲波流量計(jì)測(cè)量原理進(jìn)行深入研究，對(duì)儀表的結(jié)構(gòu)和電路系統(tǒng)進(jìn)行改進(jìn)和提高，符合我國(guó)測(cè)量技術(shù)發(fā)展的需求。 時(shí)差法原理是通過(guò)超聲波信號(hào)在被測(cè)流體順流和逆流傳播時(shí)間的差來(lái)計(jì)算出流體流速，它是超聲波流量計(jì)應(yīng)用最廣泛的先進(jìn)測(cè)量原理之一。本論文針對(duì)國(guó)內(nèi)自主研制產(chǎn)品存在的問(wèn)題，在時(shí)差法流量測(cè)量原理的基礎(chǔ)上，研發(fā)設(shè)計(jì)出一款測(cè)量精度達(dá)到國(guó)內(nèi)領(lǐng)先水平、性能穩(wěn)定的新型超聲波流量計(jì)。 論文首先分析了時(shí)差法測(cè)量原理，對(duì)時(shí)差法測(cè)量流量的計(jì)算算法進(jìn)行了分析和比較，推演出一種改進(jìn)的算法，避免了電路延遲時(shí)間和聲速的影響。利用流體力學(xué)原理對(duì)管道流場(chǎng)進(jìn)行了深入的分析，，給出了非理想流場(chǎng)線面修正系數(shù)的計(jì)算方法，從而減少了流場(chǎng)因素的影響，提高了超聲波流量計(jì)的測(cè)量精度。 其次，對(duì)時(shí)差法超聲波流量計(jì)的硬件系統(tǒng)進(jìn)行了研究和設(shè)計(jì)，選擇TDC-GP21為高精度時(shí)間測(cè)量芯片、MSP430單片機(jī)為主控芯片，大大簡(jiǎn)化了硬件電路，實(shí)現(xiàn)了系統(tǒng)的低功耗；對(duì)硬件系統(tǒng)進(jìn)行了抗干擾設(shè)計(jì)，提高了系統(tǒng)的穩(wěn)定性。結(jié)合硬件系統(tǒng)，對(duì)測(cè)量管段進(jìn)行了研究和設(shè)計(jì)，為測(cè)量管段的設(shè)計(jì)提供了一種思路。 接著，結(jié)合硬件系統(tǒng)和測(cè)量管段，對(duì)超聲換能器進(jìn)行了深入的研究和設(shè)計(jì)，應(yīng)用ANSYS軟件對(duì)超聲換能器進(jìn)行了仿真，為超聲換能器的設(shè)計(jì)提供了一種思路。在軟件方面，完成了軟件系統(tǒng)各模塊流程圖的設(shè)計(jì)和程序的編寫(xiě)。 最后，試制了超聲波流量計(jì)樣機(jī)，對(duì)樣機(jī)進(jìn)行了靜水試驗(yàn)和標(biāo)定試驗(yàn)測(cè)試，根據(jù)測(cè)試結(jié)果確定了樣機(jī)的主要性能參數(shù)。

【關(guān)鍵詞】：
【學(xué)位授予單位】：華南理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2013
【分類號(hào)】：TH814.92
【目錄】：

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8 記者 吳正懿;[N];上海證券報(bào);2011年

9 ;[N];本溪日?qǐng)?bào);2008年

10 四川 王珍秀;[N];電子報(bào);2006年

中國(guó)博士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前10條

1 王雪峰;基于時(shí)差法氣體超聲波流量計(jì)的關(guān)鍵技術(shù)研究[D];大連理工大學(xué);2011年

2 劉永輝;圓管過(guò)渡區(qū)流速特性的研究[D];山東大學(xué);2011年

3 鮑敏;影響氣體超聲波流量計(jì)計(jì)量精度的主要因素研究[D];浙江大學(xué);2004年

4 李躍忠;多聲道超聲波氣體流量測(cè)量關(guān)鍵技術(shù)研究[D];華中科技大學(xué);2010年

5 羅守南;基于超聲多普勒方法的管道流量測(cè)量研究[D];清華大學(xué);2004年

6 翁漢琍;復(fù)雜電磁暫態(tài)下變壓器差動(dòng)保護(hù)異常動(dòng)作行為分析及對(duì)策研究[D];華中科技大學(xué);2009年

7 李文強(qiáng);透射時(shí)差法超聲無(wú)損檢測(cè)技術(shù)研究與系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)[D];太原理工大學(xué);2011年

8 馮旭剛;冶金石灰窯多參數(shù)檢測(cè)與質(zhì)量控制理論及技術(shù)研究[D];合肥工業(yè)大學(xué);2011年

9 許立兵;輕型車超低排放測(cè)試技術(shù)研究[D];浙江大學(xué);2008年

10 謝高崗;IP網(wǎng)絡(luò)性能測(cè)量技術(shù)研究[D];湖南大學(xué);2002年

中國(guó)碩士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前10條

1 鄧凱;基于時(shí)差法超聲波流量計(jì)的設(shè)計(jì)與研究[D];華南理工大學(xué);2013年

2 劉杰;基于時(shí)差法的超聲波流量計(jì)設(shè)計(jì)[D];哈爾濱工程大學(xué);2010年

3 高榮艷;短管式超聲波流量計(jì)的研究[D];沈陽(yáng)工業(yè)大學(xué);2011年

4 程文杰;超聲波流量計(jì)在輸氣管道現(xiàn)場(chǎng)運(yùn)用的研究[D];西南石油大學(xué);2011年

5 李富寧;基于嵌入式超聲波流量計(jì)的設(shè)計(jì)[D];西安工程大學(xué);2011年

6 易進(jìn)平;超聲波流量計(jì)干標(biāo)技術(shù)研究與工程實(shí)現(xiàn)[D];浙江理工大學(xué);2013年

7 梁德福;時(shí)差法低功耗超聲波流量計(jì)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[D];華東理工大學(xué);2012年

8 王利生;超聲波氣體流量計(jì)的研究[D];東北大學(xué);2009年

9 劉園珍;相關(guān)法超聲流量計(jì)的研究[D];東華理工大學(xué);2012年

10 呂清華;氣體超聲波流量計(jì)的研制[D];南京信息工程大學(xué);2005年

  本文關(guān)鍵詞：基于時(shí)差法超聲波流量計(jì)的設(shè)計(jì)與研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

本文編號(hào)：246521