基于时差法的超声波明渠方筒测流技术研究

发布时间：2024-01-25 15:17

　　明渠流量的精准测量是提高灌区水资源利用率,助力农业灌溉现代化改革的关键。本课题组近年来一直致力于远程自动计量闸门系统控制及测流技术的相关研究。现行明渠流量测量多采用建筑物测流法和传统流速面积法,前者需专门修筑量水建筑物,不便安装和使用,且测量精度较低;后者没有固定断面,对明渠形制及传感器安装精度要求高,不适宜在不同形制的渠道内使用。本课题针对上述问题,研究提出了一种基于时差法的超声波明渠方筒测流方法,并设计了流量计样机。该流量计自带标准矩形断面,既可独立安装在小型明渠出入口,测量流过方筒的流量,也可安装在平板闸门后部,测量通过闸门的流量。论文研究了超声波流量计的种类和测量原理,根据明渠实际条件,最终选用超声波时差法测流;研究了明渠方筒内的流速分布特征,应用Fluent对满流和非满流状态的方筒进行了流态仿真分析,并根据仿真结果确定了换能器的非均匀布置方案和方筒内流量的分层计算方法。本文设计的流量计硬件电路包括以STM32作为控制器的最小系统电路,应用TDC-GP22计时芯片进行渡越时间测量的计时电路,由场效应管和高频变压器组成用以激发换能器发射超声波的脉冲信号放大电路,应用四阶多路反馈型...

【文章页数】：79 页

【学位级别】：硕士

图1-1一体化板闸流量计

图2-2各种路径长度的常用换能器中心频率

图2-3时差法测速布置图

图2-5方筒三维模型

本文编号：3885055