氣體超聲波流量計(jì)具有無壓損、測(cè)量精度高、測(cè)量范圍廣等諸多優(yōu)點(diǎn),廣泛應(yīng)用于各種氣體流量測(cè)量領(lǐng)域,特別適用于天然氣貿(mào)易等大口徑管道的流量測(cè)量。但是,氣體超聲波流量計(jì)的超聲波信號(hào)能量衰減嚴(yán)重,回波信噪比低,嚴(yán)重影響其測(cè)量精度和量程比。同時(shí),國(guó)內(nèi)生產(chǎn)的氣體超聲波流量計(jì)都采用模擬信號(hào)的處理方法,測(cè)量精度較低,穩(wěn)定性較差,所以,氣體超聲波流量計(jì)的高端市場(chǎng)幾乎被國(guó)外產(chǎn)品所壟斷。為此,本文從激勵(lì)方法配合信號(hào)處理方法的角度出發(fā),利用波的疊加特性,提出新的間歇式激勵(lì)方法和與之配合的基于相鄰峰值最大差值的信號(hào)處理方法;從回波信號(hào)輪廓的角度出發(fā),分析回波輪廓的變化規(guī)律,建立回波上升段輪廓的數(shù)學(xué)模型,提出基于回波峰值擬合的信號(hào)處理方法;又從回波能量包絡(luò)的角度出發(fā),分析回波能量的變化規(guī)律,建立回波能量包絡(luò)的數(shù)學(xué)模型,提出基于回波能量點(diǎn)定位的信號(hào)處理方法;在基于DSP(數(shù)字信號(hào)處理器)和FPGA(現(xiàn)場(chǎng)可編程門陣列)的硬件系統(tǒng)上,實(shí)時(shí)實(shí)現(xiàn)上述信號(hào)處理方法和激勵(lì)方法,有效地提高了氣體超聲波流量計(jì)的測(cè)量精度,擴(kuò)展了測(cè)量范圍。研制的系統(tǒng)在安徽省計(jì)量科學(xué)研究院進(jìn)行實(shí)驗(yàn)標(biāo)定。結(jié)果表明,基于回波峰值擬合、基于回波能量點(diǎn)定位與基于相...

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【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

圖２．１氣體超聲波流量計(jì)激勵(lì)信號(hào)與回波信號(hào)示意圖??Ｆｉｇ．?２．１?Ｔｈｅ?ｅｘｃｉｔａｔｉｏｎ?ａｎｄ?ｅｃｈｏ?ｓｉｇｎａｌ?ｏｆ?ｕｌｔｒａｓｏｎｉｃ?ｇａｓ?ｆｌｏｗｍｅｔｅｒ??

輸出的回波信號(hào)呈紡錘體形。由于超聲波換能器存在阻尼特性，回波信號(hào)??將經(jīng)過一段時(shí)間后才會(huì)衰減到零。若緊接著對(duì)發(fā)射換能器再次進(jìn)行激勵(lì)，接收換??能器輸出的回波信號(hào)就會(huì)與之前的回波信號(hào)疊加在一起，如圖２．１所示。??：ｎｉ激勵(lì)信號(hào)?ｉ?Ｈ丨Ｉ，?回多信號(hào)??－?；。｜?｜｜｜｜一＿＿....

圖２．?３實(shí)驗(yàn)平臺(tái)組成示意圖??Ｆｉｇ２．３?Ｔｈｅ?ｃｏｍｐｏｓｉｔｉｏｎ?ｄｉａｇｒａｍ?ｏｆ?ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔａｌ?ｐｌａｔｆｏｒｍ??

２．３．１實(shí)驗(yàn)平臺(tái)??采用鼓風(fēng)機(jī)、兩臺(tái)ＤＮＩＯＯｍｍ的氣體超聲流量計(jì)、若干管道等搭建實(shí)驗(yàn)平臺(tái)，??如圖２．３所示。其中，鼓風(fēng)機(jī)用于提供管道氣體流量。兩臺(tái)氣體超聲流量計(jì)中，??一臺(tái)為上海中核維思儀器儀表有限公司生產(chǎn)的ＣＬ－２型雙聲道四換能器一次反射??式氣體超聲流量計(jì)，精度等級(jí)為１....

圖2.4間歇寬度為0時(shí)回波信號(hào)歸一化波形

?第二章激勵(lì)方法研宄???再通過比較三個(gè)連續(xù)采樣點(diǎn)的中間點(diǎn)是否為三個(gè)采樣點(diǎn)的最大值，找出回波??信號(hào)中各峰值，通過后一個(gè)峰值，減前一個(gè)峰值，得出相鄰峰值之間的差值為??Ｍ，則??＾?—?＾ｘ＋ｉ?￣?（２－２）??通過比較各相鄰峰值的差值大小，找出最大差值“？＾，貝ＩＪ??＾＾ｍ....

圖26流量相同激勵(lì)不同通道各間歇下回波信號(hào)相鄰峰值的最大差值分布圖

?合肥工業(yè)大學(xué)學(xué)術(shù)碩士研宄生學(xué)位論文???在不同間歇下，采用５個(gè)正弦波對(duì)應(yīng)的間歇式激勵(lì)方法得到１０組回波信號(hào)??數(shù)據(jù)，將１０組回波信號(hào)中每一個(gè)采樣點(diǎn)位置的釆樣值相加后求平均，再對(duì)平均??后的回波信號(hào)進(jìn)行歸一化，找出四個(gè)通道的回波信號(hào)各相鄰峰值的最大差值，得??出其隨著間歇增大的變....

本文編號(hào)：4021097