本文關(guān)鍵詞：相關(guān)法超聲波流量計(jì)二次儀表的研究，，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：相關(guān)法流量測(cè)量技術(shù)是利用隨機(jī)信號(hào)相關(guān)函數(shù)確定信號(hào)通過(guò)某個(gè)系統(tǒng)的傳遞時(shí)間來(lái)實(shí)現(xiàn)流體流動(dòng)速度的測(cè)量。它測(cè)量可靠性高、無(wú)可動(dòng)部件、不擾亂流場(chǎng)、無(wú)壓力損失。其突出優(yōu)點(diǎn)表現(xiàn)在解決兩相流體、三相流體以及困難流體(腐蝕性、高粘度)的流量測(cè)量。還可用于小管徑、低流量、干擾大的流量測(cè)量。 把相關(guān)測(cè)量技術(shù)應(yīng)用到流量測(cè)量方面來(lái)，所涉及的研究問(wèn)題包括：(1)為了獲取流動(dòng)信號(hào)，應(yīng)對(duì)所用的換能器進(jìn)行研究，并且相應(yīng)的開(kāi)發(fā)研制發(fā)射和接收電路；(2)對(duì)流體流動(dòng)機(jī)理的研究；(3)在線實(shí)時(shí)相關(guān)器的研究；(4)實(shí)驗(yàn)標(biāo)定裝置的研究；(5)全測(cè)量系統(tǒng)綜合技術(shù)指標(biāo)及性能的研究。 本課題研究的重點(diǎn)是提取流動(dòng)信號(hào)的電子線路和流動(dòng)信號(hào)相關(guān)算法的研究。 本文首先概述了流量計(jì)的發(fā)展歷史、現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢(shì)以及各種流量計(jì)的特點(diǎn)。接著介紹了超聲波流量計(jì)的工作原理及特點(diǎn)，重點(diǎn)闡述了相關(guān)法超聲波流量計(jì)國(guó)內(nèi)外研究狀況，并確定了本文的主要研究任務(wù)——相關(guān)法超聲波流量計(jì)二次儀表的研究，并用于氣體流量的測(cè)量。 在相關(guān)法超聲波流量計(jì)一次儀表的設(shè)計(jì)部分，首先詳細(xì)的闡述了相關(guān)法流量測(cè)量的原理及其特點(diǎn)。通過(guò)對(duì)超聲波性能的研究，選用合適的超聲波換能器，使其滿足流量測(cè)量的要求。 在相關(guān)法超聲波流量計(jì)二次儀表硬件的研究工作中，首先對(duì)超聲波換能器的發(fā)射和接收電路進(jìn)行研究。接收換能器接收到經(jīng)過(guò)流動(dòng)信號(hào)調(diào)制后的超聲波信號(hào)后，如何準(zhǔn)確提取流動(dòng)信號(hào)是保證二次儀表性能的關(guān)鍵。本文采用包絡(luò)檢波電路，解調(diào)出流動(dòng)信號(hào)，并送至A／D轉(zhuǎn)換器，完成流動(dòng)信號(hào)的采集和轉(zhuǎn)換。數(shù)字化后的流動(dòng)信號(hào)被送至快速數(shù)字信號(hào)處理器(DSP)進(jìn)行判別和處理。 在二次儀表軟件的研究工作中，對(duì)相關(guān)函數(shù)的算法進(jìn)行研究，闡述了三種算法的原理及其優(yōu)缺點(diǎn)。本課題結(jié)合高速發(fā)展的數(shù)字信號(hào)處理技術(shù)，采用頻域內(nèi)計(jì)算相關(guān)函數(shù)的算法，避免越零點(diǎn)算法丟失流場(chǎng)信息的缺陷和極性重合法計(jì)算量大的不足。同時(shí)，為了提高相關(guān)函數(shù)峰值時(shí)間的測(cè)量精度，對(duì)相關(guān)函數(shù)的峰值進(jìn)行拋物線插值計(jì)算。 在實(shí)驗(yàn)部分，首先對(duì)研究的電子線路進(jìn)行檢測(cè)，確保換能器和電子線路的正常工作，軟件程序的正常運(yùn)行。接著實(shí)驗(yàn)在不同流速的條件下進(jìn)行實(shí)流測(cè)量，并分析和處理不同流速下的實(shí)驗(yàn)結(jié)果。接著本文從基本流場(chǎng)出發(fā)，從理論上分析了影響相關(guān)法流量測(cè)量精度的因素，進(jìn)一步探討了相關(guān)法流量測(cè)量更為復(fù)雜的數(shù)學(xué)模型。 最后，本文提出了課題研究中出現(xiàn)的問(wèn)題及其解決方案，同時(shí)，對(duì)有待改進(jìn)的地方提出了個(gè)人的見(jiàn)解。
【關(guān)鍵詞】：超聲波換能器 相關(guān)法流量計(jì)解調(diào) A心轉(zhuǎn)換器 數(shù)字信號(hào)處理 快速傅立葉變換
【學(xué)位授予單位】：浙江大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2004
【分類號(hào)】：TH814
【目錄】：

• 摘要2-3
• Abstract3-5
• 目錄5-8
• 第一章 概述8-20
• 第一節(jié) 流量計(jì)的發(fā)展歷史和現(xiàn)狀8-9
• 第二節(jié) 流量計(jì)的分類及現(xiàn)狀9-10
• 第三節(jié) 流量計(jì)的發(fā)展趨勢(shì)及其應(yīng)用10-12
• 第四節(jié) 超聲波流量計(jì)概述12-16
• 4.1 超聲波流量計(jì)的發(fā)展與國(guó)內(nèi)外現(xiàn)狀12-13
• 4.2 超聲波流量計(jì)的特點(diǎn)13-14
• 4.3 超聲波流量計(jì)的測(cè)量原理14-16
• 第五節(jié) 相關(guān)法超聲波流量計(jì)概述16-18
• 第六節(jié) 課題研究?jī)?nèi)容和意義18-20
• 6.1 課題的研究意義18-19
• 6.2 課題的重點(diǎn)和難點(diǎn)19-20
• 第二章 相關(guān)法超聲波流量計(jì)一次儀表設(shè)計(jì)20-30
• 第一節(jié) 相關(guān)法流量測(cè)量的特點(diǎn)和應(yīng)用場(chǎng)合20-21
• 1.1 相關(guān)法超聲波流量計(jì)的特點(diǎn)20
• 1.2 相關(guān)法超聲流量計(jì)的應(yīng)用場(chǎng)合20-21
• 第二節(jié) 流場(chǎng)的基本知識(shí)21-24
• 2.1 流動(dòng)的兩種狀態(tài)21-22
• 2.2 流體在管道中的速度分布22-24
• 第三節(jié) 超聲波技術(shù)概述24-27
• 3.1 超聲波的衰減特性24-25
• 3.2 超聲波駐波現(xiàn)象及其對(duì)測(cè)量的影響25-26
• 3.3 超聲波換能器的技術(shù)指標(biāo)26-27
• 第四節(jié) 超聲波換能器參數(shù)的選擇27-28
• 4.1 超聲波信號(hào)波形的選擇27-28
• 4.2 超聲波換能器的工作頻率28
• 第五節(jié) 相關(guān)法超聲流量計(jì)殼體的設(shè)計(jì)28-30
• 第三章 相關(guān)法超聲波流量計(jì)二次儀表硬件系統(tǒng)的設(shè)計(jì)30-44
• 第一節(jié) 超聲波發(fā)射換能器驅(qū)動(dòng)電路設(shè)計(jì)31-32
• 1.1 超聲波換能器的阻抗匹配31
• 1.2 超聲波換能器驅(qū)動(dòng)電路設(shè)計(jì)31-32
• 第二節(jié) 前向通道電路的設(shè)計(jì)32-44
• 2.1 濾波電路的設(shè)計(jì)32-33
• 2.2 放大電路的設(shè)計(jì)33
• 2.3 解調(diào)電路的設(shè)計(jì)33-36
• 2.3.1 幅度調(diào)制與解調(diào)的頻譜分析33-35
• 2.3.2 包絡(luò)檢波的電路設(shè)計(jì)35-36
• 2.4 信號(hào)采集36-37
• 2.5 TMS320VC5402數(shù)字信號(hào)處理器(digital signal processing)37-43
• 2.5.1 TMS320VC5402體系結(jié)構(gòu)38-39
• 2.5.2 TMS320VC5402的存儲(chǔ)器空間39
• 2.5.3 TMS320VC5402定時(shí)器工作原理39-40
• 2.5.4 MAX1295與TMS320VC5402接口電路設(shè)計(jì)40-43
• 2.6 保護(hù)電路43
• 2.7 流量顯示接口電路與串行通信接口電路43
• 2.8 仿真器接口電路43-44
• 第四章 相關(guān)法超聲波流量計(jì)二次儀表軟件系統(tǒng)的設(shè)計(jì)44-52
• 第一節(jié) 系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì)44-46
• 第二節(jié) 相關(guān)函數(shù)的算法研究46-50
• 2.1 相關(guān)函數(shù)的物理意義46
• 2.2 相關(guān)定理46-47
• 2.3 相關(guān)法函數(shù)的算法47-49
• 2.4 相關(guān)函數(shù)頻域內(nèi)算法49-50
• 第三節(jié) 相關(guān)函數(shù)峰值的插值計(jì)算50-52
• 第五章 相關(guān)法超聲波流量計(jì)的實(shí)驗(yàn)52-72
• 第一節(jié) 試驗(yàn)裝置簡(jiǎn)介52
• 第二節(jié) 零流量的試驗(yàn)研究52-56
• 2.1 超聲波換能器的驅(qū)動(dòng)信號(hào)52-53
• 2.2 調(diào)理后的超聲波信號(hào)53-54
• 2.3 離散化后的流動(dòng)信號(hào)54
• 2.4 驗(yàn)證相關(guān)函數(shù)算法54-56
• 2.4.1 對(duì)時(shí)間序列x(n)與y(n)分別尾部補(bǔ)零55
• 2.4.2 對(duì)時(shí)間序列x(n)尾部補(bǔ)零，對(duì)y(n)頭部補(bǔ)零55-56
• 第三節(jié) 實(shí)流時(shí)試驗(yàn)研究56-65
• 3.1 v=3.412m／s時(shí)的試驗(yàn)結(jié)果56-57
• 3.2 v=4.261m／s時(shí)的試驗(yàn)結(jié)果57
• 3.3 v=5.321m／s時(shí)的試驗(yàn)結(jié)果57-58
• 3.4 v=6.095m／s時(shí)的試驗(yàn)結(jié)果58-60
• 3.5 v=8.127m／s時(shí)的試驗(yàn)結(jié)果60
• 3.6 v=9.422m／s時(shí)的試驗(yàn)結(jié)果60-61
• 3.7 v=10.091m／s時(shí)的試驗(yàn)結(jié)果61-62
• 3.8 v=11.433m／s時(shí)的試驗(yàn)結(jié)果62
• 3.9 v=12.136m／s時(shí)的試驗(yàn)結(jié)果62-63
• 3.10 v=15.597m／s時(shí)的試驗(yàn)結(jié)果63-64
• 3.11 v=19.239m／s時(shí)的試驗(yàn)結(jié)果64
• 3.12 v=21.374m／s時(shí)的試驗(yàn)結(jié)果64-65
• 第四節(jié) 相關(guān)速度的物理解釋65-70
• 4.1 疊加原理66
• 4.2 流動(dòng)噪音信號(hào)的頻率結(jié)構(gòu)對(duì)相關(guān)函數(shù)的影響66
• 4.3 換能器敏感場(chǎng)的影響66-67
• 4.4 流體截面濃度分布的影響67
• 4.5 相關(guān)速度的物理解釋67-69
• 4.6 實(shí)驗(yàn)結(jié)果的修正69-70
• 第五節(jié) 相關(guān)流量測(cè)量的精度分析70-72
• 5.1 相關(guān)函數(shù)峰值位置測(cè)量誤差70-71
• 5.2 傳感器間距對(duì)測(cè)量精度的影響71
• 5.3 流速修正系數(shù)K對(duì)測(cè)量精度的影響71-72
• 第六章 結(jié)論及展望72-75
• 第一節(jié) 相關(guān)流量測(cè)量系統(tǒng)存在的問(wèn)題及其解決方案72-74
• 第二節(jié) 論文總結(jié)74-75
• 碩士期間發(fā)表的論文75-76
• 參考文獻(xiàn)76-80
• 致謝80

【引證文獻(xiàn)】

中國(guó)博士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前2條

1 劉會(huì)勇;混凝土泵排量實(shí)時(shí)測(cè)量方法研究[D];浙江大學(xué);2008年

2 薛國(guó)民;油田地面油氣水三相流測(cè)量方法及應(yīng)用研究[D];哈爾濱工業(yè)大學(xué);2008年

中國(guó)碩士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前7條

1 李文;基于DSP的超聲波流量計(jì)的設(shè)計(jì)[D];山東科技大學(xué);2011年

2 閆增添;基于相關(guān)法的內(nèi)置超聲波流量測(cè)量技術(shù)研究[D];沈陽(yáng)工業(yè)大學(xué);2012年

3 李賓;耐高壓雙向橢圓齒輪流量計(jì)的研究[D];浙江大學(xué);2006年

4 莫莉;機(jī)車(chē)制動(dòng)系統(tǒng)流量計(jì)研究[D];西南交通大學(xué);2007年

5 劉鵬;基于相關(guān)法的徑流流速虛擬儀器測(cè)量系統(tǒng)[D];華中農(nóng)業(yè)大學(xué);2007年

6 陳奕堅(jiān);耐高壓雙向橢圓齒輪流量計(jì)二次儀表的研究[D];浙江大學(xué);2007年

7 何鵬;基于TMS320F2812的相關(guān)法超聲波流量計(jì)研究[D];長(zhǎng)安大學(xué);2010年

  本文關(guān)鍵詞：相關(guān)法超聲波流量計(jì)二次儀表的研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

本文編號(hào)：388042