多声道超声波气体流量测量若干问题的研究

发布时间：2023-04-26 01:29

　　超声波气体流量计具有测量精度高、重复性好、量程比宽、压力损耗少等优点,因而获得越来越广泛的关注和应用。根据声道数的不同,超声波气体流量计可分为单声道和多声道。与单声道相比,多声道超声波气体流量计能有效降低管道内气流流速分布不均带来的影响,具有测量精度高,抗干扰能力强,适用于大口径流量测量等优点,现已越来越多地应用于天然气贸易计量领域。由于我国在多声道超声波气体流量计方面的研究起步较晚,目前仍存在种种技术难题有待解决。本文针对多声道超声波气体流量测量的若干个问题进行研究,主要包括传感器设计、系统设计、声道故障诊断和补偿以及实验测试等。重点研究了双声道和四声道超声波气体流量计,通过选取合适的声道布置方案和流量积分方法,力图克服不同流场情况下流速分布对测量的影响,提高超声波气体流量计的性能。本文的主要工作和创新点如下:(1)针对不同管径下的气体流量测量,设计了两种不同声道布置的多声道超声波气体流量测量传感器,即双声道"Z+V"型和四声道"X+X"型,并研究确定了两种多声道传感器所采用的流量积分方法。(2)完成了超声波发射电路、超声波接收电路、多声道切换电路的设计和系统总体调试,并基于模型拟合...

【文章页数】：88 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
第一章 绪论
    本章主要内容
    1.1 研究背景及意义
    1.2 国内外研究综述
    1.3 本文主要研究内容
    1.4 本章小结
第二章 文献综述
    本章主要内容
    2.1 超声波气体流量测量方法
        2.1.1 传播时间法
        2.1.2 互相关法
        2.1.3 波束偏移法
    2.2 超声波信号处理方法
        2.2.1 渡越时间测量方法
        2.2.2 噪声抑制方法
    2.3 管道内气体流场分布
        2.3.1 充分发展的层流速度分布
        2.3.2 充分发展的紊流速度分布
    2.4 本章小结
第三章 多声道超声波气体流量测量方案设计
    本章主要内容
    3.1 引言
    3.2 超声波气体流量计声道布置方式
        3.2.1 单声道布置方式
        3.2.2 多声道布置方式
    3.3 多声道超声波气体流量计流量积分方法
        3.3.1 双声道"Z+V"型流量积分方法
        3.3.2 四声道"X+X"型流量积分方法
    3.4 多声道超声波气体流量测量传感器设计
        3.4.1 超声波换能器的选择
        3.4.2 传感器管段设计
    3.5 本章小结
第四章 多声道超声波气体流量测量系统设计
    本章主要内容
    4.1 系统总体硬件设计
    4.2 超声波发射电路设计
    4.3 超声波接收电路设计
    4.4 切换电路设计
    4.5 系统软件设计
        4.5.1 下位机软件设计
        4.5.2 数据处理
    4.6 本章小结
第五章 声道故障诊断及补偿方法研究
    本章主要内容
    5.1 引言
    5.2 声道故障诊断
    5.3 补偿方法研究
    5.4 本章小结
第六章 多声道超声波气体流量测量系统实验研究
    本章主要内容
    6.1 流量实验
        6.1.1 双声道"Z+V"型超声波气体流量计标定实验
        6.1.2 四声道"X+X"型超声波气体流量计标定实验
    6.2 误差分析
    6.3 本章小结
第七章 总结与展望
参考文献
致谢
作者简介
攻读硕士学位期间所取得的科研成果



本文编号：3801460