明渠流量的精準(zhǔn)測(cè)量是提高灌區(qū)水資源利用率,助力農(nóng)業(yè)灌溉現(xiàn)代化改革的關(guān)鍵。本課題組近年來(lái)一直致力于遠(yuǎn)程自動(dòng)計(jì)量閘門系統(tǒng)控制及測(cè)流技術(shù)的相關(guān)研究�，F(xiàn)行明渠流量測(cè)量多采用建筑物測(cè)流法和傳統(tǒng)流速面積法,前者需專門修筑量水建筑物,不便安裝和使用,且測(cè)量精度較低;后者沒(méi)有固定斷面,對(duì)明渠形制及傳感器安裝精度要求高,不適宜在不同形制的渠道內(nèi)使用。本課題針對(duì)上述問(wèn)題,研究提出了一種基于時(shí)差法的超聲波明渠方筒測(cè)流方法,并設(shè)計(jì)了流量計(jì)樣機(jī)。該流量計(jì)自帶標(biāo)準(zhǔn)矩形斷面,既可獨(dú)立安裝在小型明渠出入口,測(cè)量流過(guò)方筒的流量,也可安裝在平板閘門后部,測(cè)量通過(guò)閘門的流量。論文研究了超聲波流量計(jì)的種類和測(cè)量原理,根據(jù)明渠實(shí)際條件,最終選用超聲波時(shí)差法測(cè)流;研究了明渠方筒內(nèi)的流速分布特征,應(yīng)用Fluent對(duì)滿流和非滿流狀態(tài)的方筒進(jìn)行了流態(tài)仿真分析,并根據(jù)仿真結(jié)果確定了換能器的非均勻布置方案和方筒內(nèi)流量的分層計(jì)算方法。本文設(shè)計(jì)的流量計(jì)硬件電路包括以STM32作為控制器的最小系統(tǒng)電路,應(yīng)用TDC-GP22計(jì)時(shí)芯片進(jìn)行渡越時(shí)間測(cè)量的計(jì)時(shí)電路,由場(chǎng)效應(yīng)管和高頻變壓器組成用以激發(fā)換能器發(fā)射超聲波的脈沖信號(hào)放大電路,應(yīng)用四階多路反饋型...

【文章頁(yè)數(shù)】：79 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

圖1-1一體化板閘流量計(jì)

圖2-2各種路徑長(zhǎng)度的常用換能器中心頻率

圖2-3時(shí)差法測(cè)速布置圖

圖2-5方筒三維模型

本文編號(hào)：3885055