论文部分内容阅读
超声波流量计通过超声波在流动的流体中传播载上流体流速信息,再通过简便、可靠的信号处理方法,就把这个流速信息转换成流量信息。超声波流量计与以往传统的流量计相比,具有所要求的费用低,安装简便,不会改变流体的流动状态,不产生附加阻力,适合大管径大流量的测量等优点,是一种非常理想的节能型流量计。然而,由于超声波流量计只是在近几十年才出现的一种新型仪表,还有很多地方不完善,没有得到普遍的应用,因而在科学技术迅速发展的今天,非常值得去进行研究,这是本课题选题的一大因素。 本课题对超声波流量计的原理进行了阐述,设计并制作了超声波流量计。主要研究工作有:首先针对以往超声波流量计容易受温度影响而测量精度不高的问题,本文在一般声时差法的基础上,利用了声时差法的改进型算法,避免了温度变化对测量精度的影响;其次采用多声路方法进行流量测量,根据 ORE 7500 型流量计资料,推导出一种流量计算方法及各权重系数的取值法,减少了由于实际流体的流速分布不均匀而造成的测量误差,提高了测量的准确性与稳定性;接着,研究了超声波流量计工作环境以及安装中易出现的一些误差源,提出了种种改进办法,促进超声波流量计的可靠工作。然后,对流量计的上位机功能与算法进行了详细的设计,促使上位机软件的模块化编程,保证了使用者在 Windows 2000 系统下方便的对流量计进行操作;最后,设计并调试成功一台超声波流量计,该流量计的优点为:装置微机化,采用具有低功耗的微处理器进行控制、运算、数据处理,降低了整个系统的功耗,方便了与无电力保障的野外测量系统的配合; 通过大量的实验与运行结果表明,本课题中设计的超声波流量计的微机化设计、上位机软件设计等都达到了预期的效果,提高了超声波流量计的精度与稳定性。