小口径管道流体双向声谐振测速方法研究
发布时间：2020-12-30 12:51
管道流速测量广泛应用于各行各业,超声流量计是目前发展较好的一种新原理流量计。针对较大口径管道流量测量的声学流量计的研究已经取得较大进展,但是在小口径、低流速管道系统中,传统的声学流量计并不能有效地增加声波的传播距离。不仅如此,小流速引起的时间偏差很小,要想精准的测量时间差较为困难。针对这些问题,本文探讨了声波在具有层流背景的管道中的相位变化,提出了一种基于声学谐振原理的管道流体流速测量方法,为小口径、低流速管道系统的流量测量提供了 一种新的方法。本课题针对双向高阶声学谐振测速系统进行了如下研究:1)总体方案研究。本文提出了一种适用于小口径管道流速测量的新的声学测速原理。在探讨了流速分层分布对声波相位影响的基础上,详细介绍了声学谐振测速法原理,并分析了该方法与传统频差测速法的具体区别。2)双向谐振测速系统的声学设计与实现。针对传统超声流量计双向测量不同步的问题,提出了利用驻波管声学特性以及通孔式复合消声器实现双向同步测速的方法。在探讨驻波管声学特性的基础上,提出了驻波管通过波节波腹点位置分离不同频率声波的方法。详细阐述了驻波管波节波腹位置的声学设计过程,且通过建模仿真验证了驻波管对分离声...
【文章来源】：浙江大学浙江省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：72 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
致谢
摘要
Abstract
1. 绪论
1.1 课题的研究背景
1.2 声学流量计的国内外研究现状
1.3 小口径管道流体双向声谐振法测速原理的研究内容
1.4 小口径管道流体双向声谐振法测速原理的研究意义
2. 小口径管道流体双向声谐振法测速原理的研究
2.1 小口径管道内流体流速分布对声谐振回路构成的影响
2.1.1 小口径管道流速分布规律对平面波相位的影响
2.1.2 小口径管道内层流背景对平面波相位影响的仿真验证
2.2 高阶声谐振法测速原理及实现方法
2.2.1 声学谐振法测速原理的描述及实现
2.2.2 声学谐振法高次谐波选择原则
2.2.3 高阶声学谐振法与频差法对比
2.3 双向同步谐振测速方法的研究及实现方案
2.3.1 实现正逆向频率分离的驻波管声学设计
2.3.2 通孔式消声器消除声反射的应用
2.4 本章小结
3. 双向谐振测速系统的声学设计与实现
3.1 双向谐振系统驻波管声学设计
3.1.1 双向谐振频率的计算及选择
3.1.2 驻波管参数的计算与选择
3.2 驻波管实现正逆向声波分离的声学设计及仿真验证
3.2.1 驻波管与管道交界处声阻抗匹配结构设计
3.2.2 驻波管内正逆向声波驻波效果综合仿真
3.3 通孔式复合消声器消除声反射的设计仿真
3.3.1 消声器具体参数的计算与选择
3.3.2 通孔式复合消声器消声效果仿真
3.4 本章小结
4. 电声混合谐振回路的原理及实现
4.1 电声混合谐振回路概述
4.2 声电转换模块的原理与实现
4.2.1 谐振回路前端声电转换模块原理及实现
4.2.2 谐振回路滤波电路原理及实现
4.2.3 谐振回路自动增益控制电路原理及实现
4.3 电声转换模块的原理与实现
4.3.1 电声转换驱动电路原理与实现
4.3.2 换能器的调谐匹配原理
4.3.3 电声转换驱动电路电磁仿真验证
4.3.4 电声转换驱动电路验证实验
4.4 本章小结
5. 双向声谐振法测速系统的实验及结果分析
5.1 双向声谐振法测速系统实验目的
5.2 双向声谐振测速原理的实验测试系统
5.3 气体实验与结果分析
5.3.1 双向声谐振法测速系统性能验证实验
5.3.2 双向频率差消除温度影响有效性验证实验
5.4 本章小结
6. 总结与展望
6.1 总结
6.2 展望
参考文献
【参考文献】：
期刊论文
[1]小流量热式气体流量的数值模拟研究[J]. 韩建,黄颖,牟海维,刘鹤. 自动化仪表. 2016(11)
[2]超声波流量计的研究现状[J]. 王贤妮. 工业计量. 2015(06)
[3]外夹热式小口径气体质量流量测量装置的设计[J]. 张玉峰,陈远江,严砚华,彭磊. 船电技术. 2015(10)
[4]吸声材料参数对阻性消声器传递损失影响的数值研究[J]. 张宏宇,包钢,董鑫,刘洪波. 科学技术与工程. 2015(10)
[5]基于“环鸣法”的改进时差法流量计优化研究[J]. 迟杏. 山东工业技术. 2015(06)
[6]多声道超声流量计的延时补偿及定时误差[J]. 刘艳萍,王献勇,赵连环. 仪表技术与传感器. 2014(07)
[7]基于差压式孔板流量计的缩径管段流场数值研究[J]. 林棋,娄晨. 压力容器. 2014(02)
[8]驻波管中测量声学材料的隔声量[J]. 陶猛,王广玮. 噪声与振动控制. 2013(05)
[9]基于开关电容滤波和AGC放大器的信号调理电路设计[J]. 周志宇,胡刚,刘谋荣,安志鸿. 舰船电子工程. 2013(09)
[10]基于开关电容滤波器LTC1064的BPF设计[J]. 韩警,陈星,窦垭锡. 电子测量技术. 2013(08)
博士论文
[1]数字式气体超声波流量计信号激励、处理与系统研究[D]. 方敏.合肥工业大学 2015
[2]基于时差法气体超声波流量计的关键技术研究[D]. 王雪峰.大连理工大学 2011
[3]多声道超声波气体流量测量关键技术研究[D]. 李跃忠.华中科技大学 2010
[4]热式气体质量流量测量方法及系统研究[D]. 赵伟国.浙江大学 2009
[5]影响气体超声波流量计计量精度的主要因素研究[D]. 鲍敏.浙江大学 2004
[6]基于超声多普勒方法的管道流量测量研究[D]. 罗守南.清华大学 2004
硕士论文
[1]压电换能器动态性能仿真研究[D]. 陈思.浙江大学 2016
[2]低功耗气超声流量计的换能器激发接收电路研究[D]. 夏子青.浙江大学 2016
[3]通孔式消声器吸声材料及其消声特性的研究[D]. 牛燕飞.哈尔滨工业大学 2014
[4]超声波换能器驱动及前端接收电路研究[D]. 范思航.西安石油大学 2014
[5]基于时差法的单声道气体超声波流量计的研究[D]. 危鄂元.浙江大学 2014
[6]音频段声学小口径流量测量技术的研究[D]. 马才伟.天津理工大学 2014
[7]气动用通孔式消声器的研究[D]. 张宏宇.哈尔滨工业大学 2013
[8]基于时差法超声波流量计的设计与研究[D]. 邓凯.华南理工大学 2013
[9]一种小管径超声波流量计的设计[D]. 金松日.大连理工大学 2013
[10]阻抗复合式消声器声学性能研究[D]. 许万军.哈尔滨工程大学 2012
本文编号：2947674
【文章来源】：浙江大学浙江省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：72 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
致谢
摘要
Abstract
1. 绪论
1.1 课题的研究背景
1.2 声学流量计的国内外研究现状
1.3 小口径管道流体双向声谐振法测速原理的研究内容
1.4 小口径管道流体双向声谐振法测速原理的研究意义
2. 小口径管道流体双向声谐振法测速原理的研究
2.1 小口径管道内流体流速分布对声谐振回路构成的影响
2.1.1 小口径管道流速分布规律对平面波相位的影响
2.1.2 小口径管道内层流背景对平面波相位影响的仿真验证
2.2 高阶声谐振法测速原理及实现方法
2.2.1 声学谐振法测速原理的描述及实现
2.2.2 声学谐振法高次谐波选择原则
2.2.3 高阶声学谐振法与频差法对比
2.3 双向同步谐振测速方法的研究及实现方案
2.3.1 实现正逆向频率分离的驻波管声学设计
2.3.2 通孔式消声器消除声反射的应用
2.4 本章小结
3. 双向谐振测速系统的声学设计与实现
3.1 双向谐振系统驻波管声学设计
3.1.1 双向谐振频率的计算及选择
3.1.2 驻波管参数的计算与选择
3.2 驻波管实现正逆向声波分离的声学设计及仿真验证
3.2.1 驻波管与管道交界处声阻抗匹配结构设计
3.2.2 驻波管内正逆向声波驻波效果综合仿真
3.3 通孔式复合消声器消除声反射的设计仿真
3.3.1 消声器具体参数的计算与选择
3.3.2 通孔式复合消声器消声效果仿真
3.4 本章小结
4. 电声混合谐振回路的原理及实现
4.1 电声混合谐振回路概述
4.2 声电转换模块的原理与实现
4.2.1 谐振回路前端声电转换模块原理及实现
4.2.2 谐振回路滤波电路原理及实现
4.2.3 谐振回路自动增益控制电路原理及实现
4.3 电声转换模块的原理与实现
4.3.1 电声转换驱动电路原理与实现
4.3.2 换能器的调谐匹配原理
4.3.3 电声转换驱动电路电磁仿真验证
4.3.4 电声转换驱动电路验证实验
4.4 本章小结
5. 双向声谐振法测速系统的实验及结果分析
5.1 双向声谐振法测速系统实验目的
5.2 双向声谐振测速原理的实验测试系统
5.3 气体实验与结果分析
5.3.1 双向声谐振法测速系统性能验证实验
5.3.2 双向频率差消除温度影响有效性验证实验
5.4 本章小结
6. 总结与展望
6.1 总结
6.2 展望
参考文献
【参考文献】：
期刊论文
[1]小流量热式气体流量的数值模拟研究[J]. 韩建,黄颖,牟海维,刘鹤. 自动化仪表. 2016(11)
[2]超声波流量计的研究现状[J]. 王贤妮. 工业计量. 2015(06)
[3]外夹热式小口径气体质量流量测量装置的设计[J]. 张玉峰,陈远江,严砚华,彭磊. 船电技术. 2015(10)
[4]吸声材料参数对阻性消声器传递损失影响的数值研究[J]. 张宏宇,包钢,董鑫,刘洪波. 科学技术与工程. 2015(10)
[5]基于“环鸣法”的改进时差法流量计优化研究[J]. 迟杏. 山东工业技术. 2015(06)
[6]多声道超声流量计的延时补偿及定时误差[J]. 刘艳萍,王献勇,赵连环. 仪表技术与传感器. 2014(07)
[7]基于差压式孔板流量计的缩径管段流场数值研究[J]. 林棋,娄晨. 压力容器. 2014(02)
[8]驻波管中测量声学材料的隔声量[J]. 陶猛,王广玮. 噪声与振动控制. 2013(05)
[9]基于开关电容滤波和AGC放大器的信号调理电路设计[J]. 周志宇,胡刚,刘谋荣,安志鸿. 舰船电子工程. 2013(09)
[10]基于开关电容滤波器LTC1064的BPF设计[J]. 韩警,陈星,窦垭锡. 电子测量技术. 2013(08)
博士论文
[1]数字式气体超声波流量计信号激励、处理与系统研究[D]. 方敏.合肥工业大学 2015
[2]基于时差法气体超声波流量计的关键技术研究[D]. 王雪峰.大连理工大学 2011
[3]多声道超声波气体流量测量关键技术研究[D]. 李跃忠.华中科技大学 2010
[4]热式气体质量流量测量方法及系统研究[D]. 赵伟国.浙江大学 2009
[5]影响气体超声波流量计计量精度的主要因素研究[D]. 鲍敏.浙江大学 2004
[6]基于超声多普勒方法的管道流量测量研究[D]. 罗守南.清华大学 2004
硕士论文
[1]压电换能器动态性能仿真研究[D]. 陈思.浙江大学 2016
[2]低功耗气超声流量计的换能器激发接收电路研究[D]. 夏子青.浙江大学 2016
[3]通孔式消声器吸声材料及其消声特性的研究[D]. 牛燕飞.哈尔滨工业大学 2014
[4]超声波换能器驱动及前端接收电路研究[D]. 范思航.西安石油大学 2014
[5]基于时差法的单声道气体超声波流量计的研究[D]. 危鄂元.浙江大学 2014
[6]音频段声学小口径流量测量技术的研究[D]. 马才伟.天津理工大学 2014
[7]气动用通孔式消声器的研究[D]. 张宏宇.哈尔滨工业大学 2013
[8]基于时差法超声波流量计的设计与研究[D]. 邓凯.华南理工大学 2013
[9]一种小管径超声波流量计的设计[D]. 金松日.大连理工大学 2013
[10]阻抗复合式消声器声学性能研究[D]. 许万军.哈尔滨工程大学 2012
本文编号：2947674
本文链接：https://www.wllwen.com/kejilunwen/yiqiyibiao/2947674.html
