氣體超聲流量計作為一種新型流量計在近幾十年得到了快速發(fā)展,具有非接觸性、壓損小、量程比寬、對被測氣體自身屬性無特殊要求等特點。目前,大、中管徑的氣體超聲流量計已被廣泛應(yīng)用在天然氣、石油氣等的貿(mào)易結(jié)算當(dāng)中。本文在前人對超聲流量計的研究基礎(chǔ)上,基于時差法對中低壓氣體環(huán)境下的超聲流量計做了深入研究。首先,針對在測流過程中超聲波易受到外界溫度、壓力的影響而發(fā)生傳播速度變化及信號在電子線路中存在延時時間等導(dǎo)致測量精度受到影響的情況,提出了自動補(bǔ)償?shù)臅r差測量算法,抵消了外界溫度、壓力等環(huán)境因素對超聲波傳播時間的影響,并完成了相應(yīng)的程序設(shè)計;其次,在一次儀表的設(shè)計與安裝中,采用Z型安裝法將換能器嵌入管道壁中,儀表管道部分無內(nèi)置部件,壓力損失小;再次,信號處理采用多級放大與帶通濾波器相結(jié)合的方式,實現(xiàn)了對微弱信號的采集與放大的功能,放大后的超聲波信號通過閾值法做濾波處理,并利用軟件算法對采集到的時間數(shù)據(jù)做中值濾波處理;最后,儀表軟硬件的設(shè)計均采用模塊化的方法,遵循低功耗思想,硬件驅(qū)動上采用低電壓脈沖激勵換能器,硬件接收電路中采用間歇式單電源供電,降低了功耗。完成樣機(jī)制作并調(diào)試成功后,采用標(biāo)準(zhǔn)表法對樣機(jī)...

【文章頁數(shù)】：84 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【文章目錄】：
致謝
摘要
abstract
1 緒論
    1.1 課題研究背景與意義
        1.1.1 流量計的分類與比較
        1.1.2 研究意義
    1.2 氣體超聲流量計概述
        1.2.1 發(fā)展與現(xiàn)狀
        1.2.2 研究方法
    1.3 課題研究內(nèi)容與創(chuàng)新點
        1.3.1 研究內(nèi)容
        1.3.2 創(chuàng)新點
2 總體方案設(shè)計
    2.1 系統(tǒng)時間與流量測量原理
        2.1.1 系統(tǒng)時間測量原理
        2.1.2 自動補(bǔ)償?shù)牧髁繙y量方法
    2.2 一次儀表設(shè)計
    2.3 系統(tǒng)硬件總體設(shè)計
    2.4 本章小結(jié)
3 硬件電路設(shè)計
    3.1 硬件電路概述
    3.2 核心控制器的設(shè)計
    3.3 順逆流時間測量電路
    3.4 超聲波激勵電路設(shè)計
    3.5 超聲波信號調(diào)理電路設(shè)計
    3.6 峰值保持電路
    3.7 人機(jī)交互電路
        3.7.1 按鍵與顯示電路
        3.7.2 RS485通訊電路
        3.7.3 脈沖輸出電路
    3.8 電源電路
    3.9 本章小結(jié)
4 系統(tǒng)軟件設(shè)計
    4.1 系統(tǒng)軟件總體設(shè)計
    4.2 系統(tǒng)初始化
    4.3 時間測量程序設(shè)計
    4.4 數(shù)字自增益控制程序
    4.5 軟件濾波程序
        4.5.1 信號范圍門濾波
        4.5.2 中值濾波
    4.6 流量計算程序
    4.7 人機(jī)交互程序
    4.8 本章小結(jié)
5 實驗研究與數(shù)據(jù)分析
    5.1 實驗平臺介紹
    5.2 實驗研究與數(shù)據(jù)分析
        5.2.1 脈沖激勵數(shù)與脈沖激勵電壓實驗
        5.2.2 靜態(tài)時差實驗
        5.2.3 流量實驗與數(shù)據(jù)分析
        5.2.4 功耗測量
    5.3 不確定度分析
        5.3.1 不確定度評定方法
        5.3.2 不確定度評定
    5.4 本章小結(jié)
6 總結(jié)與展望
    6.1 全文總結(jié)
    6.2 展望
參考文獻(xiàn)
作者簡介



本文編號：3870433