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《沈阳工业大学》 2002年
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关于改进超声波流量计性能的研究

黄建军  
【摘要】: 超声波流量测量技术是近几十年来才发展起来的一种新型的流量测量技术,它利用超声波在流体中传播时所载流体的流速信息来测量流体流量,具有非接触、高精度、测量范围宽、安装维护方便等特点,特别适用于临时管道流量、大口径管道流量、以及危险性流体流量的测量。近10年来,基于高速数字信号的处理技术与微处理器技术的进步,基于新型探头材料与工艺的研究,基于声道配置及流体动力学的研究,超声波流量测量技术取得了长足的进步,显示了它强劲的技术优势,成为一种重要的流量测量技术。本文详细介绍了超声波流量测量技术的基本原理和实现方法,在借鉴和吸收国内外先进的超声波流量测量技术的基础上,设计出了完整的系统硬件,并且给出了系统软件的设计思想。考虑到目前国内超声波流量测量技术的发展现状和存在的不足,着重讨论和解决了以下两个方面的问题: 1.关于提高系统的稳定性和可靠性问题:一是采用了延迟窗口接收技术,以尽可能减小干扰脉冲对测量结果的影响;二是根据接收信号脉宽比干扰信号脉宽要宽的特点,采用脉宽鉴别电路来鉴别接收信号;三是用可编程大规模芯片ispLSI 1032对系统大部分的数字电路进行了集成化设计,达到既简化电路设计、又提高系统稳定性可靠性的目的。 2.关于如何提高系统的精度和测量范围问题:一是设计出了匹配良好的发射和接收电路,提高了收发电路的工作效率;二是使用对数放大器来提高放大电路的动态范围,以适应不同管径的需要;三是采用双门限法来消除因接收信号幅度不同而引起相位误差;四是在测量传播时间时,使用锁相环(PLL)技术来提高系统的测时分辨率;五是对流量修正系数进行了分析和研究,并给出了不同情况下流量修正系数的计算公式。
【学位授予单位】:沈阳工业大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2002
【分类号】:TH814

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【引证文献】
中国期刊全文数据库 前2条
1 宋春焕;;基于DSP与单片机双CPU的多普勒流量计设计[J];科技广场;2008年03期
2 杨秋菊;;超声波流量检测新方法研究[J];煤炭技术;2013年06期
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 王文涛;多声道气体超声流量计流场适应性[D];东北石油大学;2011年
2 李小娜;基于超声波的流量测量技术的研究[D];内蒙古科技大学;2010年
3 胡延国;嵌入式超声波流量计的设计实现[D];大连理工大学;2011年
4 苗利;组合式电容成象传感器及交流同步数据采集系统研究[D];沈阳工业大学;2003年
5 何群;超声波流量测量系统的关键技术研究与实现[D];哈尔滨工程大学;2004年
6 覃莉;相位差法超声流量计的研究及软件实现[D];哈尔滨工程大学;2006年
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8 陆敬东;超声波热量表的研究与开发[D];东南大学;2005年
9 黄永峰;时差式超声流量计新测量方法的设计与实现[D];哈尔滨工程大学;2007年
10 金晶;基于ARM的超声波风速测量系统设计[D];南京信息工程大学;2008年
【参考文献】
中国期刊全文数据库 前9条
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【共引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
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中国重要会议论文全文数据库 前10条
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3 李一丁;王保强;伍妍洁;;基于互相关理论的超声测风算法研究[A];第十七届全国测控计量仪器仪表学术年会(MCMI'2007)论文集(上册)[C];2007年
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5 姚秀娟;卞春江;;软件无线电在“风云二号”遥测接收中的应用[A];2007'中国仪器仪表与测控技术交流大会论文集(二)[C];2007年
6 刘娜;刘盛;杜念文;;以YTO为主振的信号源频率切换特性分析[A];2009中国仪器仪表与测控技术大会论文集[C];2009年
7 房治国;唐小宏;王占平;渠丽娟;;微波DDS-PLL频率合成器研究[A];2003'全国微波毫米波会议论文集[C];2003年
8 金龙;阮成礼;;10.5GHz微波锁相源研制[A];2005'全国微波毫米波会议论文集(第二册)[C];2006年
9 李贵芳;孔祥钊;尹雪曼;;DRO在X频段频率合成器中的应用[A];2007年全国微波毫米波会议论文集(下册)[C];2007年
10 颜军;周健义;;X波段微波锁相频率源的研制[A];2009年全国微波毫米波会议论文集(下册)[C];2009年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 祝捷;飞秒激光抽运探测法纳米材料及界面热输运机理研究[D];中国科学院研究生院(工程热物理研究所);2011年
2 孙科;分布式频偏信道中的OFDM关键技术研究[D];电子科技大学;2011年
3 杜保强;基于异频信号的群相位量子化处理及其关键技术研究[D];西安电子科技大学;2011年
4 朱昌平;流体中低浓度异质物含量的超声检测原理与应用研究[D];中国矿业大学;2010年
5 孟凡勇;基于OFDR技术的管道防破坏预警系统设计与信号分析处理方法研究[D];河北工业大学;2010年
6 徐建;被动型相干布居数囚禁原子钟系统关键技术研究[D];华中科技大学;2011年
7 宋坤;宽带射频接收前端电路与系统设计[D];西安电子科技大学;2011年
8 杨远望;高性能频率合成技术研究与应用[D];电子科技大学;2011年
9 刘永辉;圆管过渡区流速特性的研究[D];山东大学;2011年
10 王育红;软件接收机若干关键技术研究[D];西安电子科技大学;1998年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 王慧;时差法超声波流量计数据处理方法的研究[D];大连理工大学;2010年
2 李翔宇;直流电动机精确控制算法的研究[D];沈阳理工大学;2010年
3 张慧;基于FPGA的高精度超声波液体流量计研究[D];重庆理工大学;2010年
4 邓岳平;基于FPGA的任意波形发生器硬件系统设计与实现[D];江苏大学;2010年
5 张敦海;基于C8051F MCU的宽频共缆传输系统研究与设计[D];华东理工大学;2011年
6 隆海燕;宽带低相噪微波频率合成器及关键技术研究[D];电子科技大学;2010年
7 丁宏;连续模式下LCC-SPRC在高频电除尘电源中的应用研究[D];浙江大学;2011年
8 杜鹏;基于软件无线电和多核计算机平台的QPSK解调器的实现[D];云南大学;2010年
9 吴士云;基于DDS+PLL的高性能微波频率合成器的研制[D];东华大学;2010年
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【同被引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 冯祥;MCS-51单片机与PLD可编程器件接口设计[J];半导体技术;2001年03期
2 戴波;杨卓然;赵晶;田小平;;管道超声内检测发射电路设计[J];微纳电子技术;2007年Z1期
3 陈荷娟,马宝华;水中近距超声波探测器发射信号电路的设计[J];兵工自动化;2001年04期
4 黎明,张政;计算流体力学与传热中的多重网格块修正算法[J];北京化工大学学报(自然科学版);1999年03期
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6 王建国,樊勇,江杰,马志强;CPLD在电子系统设计中的应用[J];包头钢铁学院学报;2003年01期
7 杨友松,李淑俊,崔大福,董大明,晋伟,牛焕忠,刘先龙,阙耀华;高炉冷却水流型对USF的影响[J];包头钢铁学院学报;2003年02期
8 张朋;陈明;秦波;何鹏举;;基于BP神经网络的振动筒压力传感器的温度补偿[J];传感技术学报;2007年10期
9 张静,董胜林;空气中应用的超声波传感器[J];传感器技术;1993年06期
10 马戎,周王民,陈明;声表面波压力传感器的温度补偿[J];传感器技术;2005年02期
中国博士学位论文全文数据库 前5条
1 王婷;EMD算法研究及其在信号去噪中的应用[D];哈尔滨工程大学;2010年
2 鲍敏;影响气体超声波流量计计量精度的主要因素研究[D];浙江大学;2004年
3 罗守南;基于超声多普勒方法的管道流量测量研究[D];清华大学;2004年
4 潘仲明;大量程超声波测距系统研究[D];国防科学技术大学;2006年
5 李跃忠;多声道超声波气体流量测量关键技术研究[D];华中科技大学;2010年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 刘杰;基于时差法的超声波流量计设计[D];哈尔滨工程大学;2010年
2 吕国胜;基于ARM的时差法超声波流量计设计[D];大连理工大学;2010年
3 陈康奇;基于无线网络的风速风向测量系统设计研究[D];南京信息工程大学;2011年
4 宝乐尔其木格;中国沿海风特性研究[D];中国海洋大学;2011年
5 李小娜;基于超声波的流量测量技术的研究[D];内蒙古科技大学;2010年
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7 严太山;神经网络BP算法研究及其在工业检测中的应用[D];广西师范大学;2001年
8 丁丽晶;基于DPS技术的超声波多普勒流量计的设计[D];大连理工大学;2002年
9 亓月刚;双频超声波多普勒流量计的研究与设计[D];大连理工大学;2004年
10 朱庆华;BP多层神经网络在控制中的应用[D];广西大学;2004年
【二级引证文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 周康;辛晓帅;;采用直接时差法的无线超声波风速风向仪设计[J];单片机与嵌入式系统应用;2011年12期
2 柴光远;顾斌;李好;;基于时差法的液压系统流量检测方法研究[J];电子设计工程;2009年02期
3 于洋;石佳;陈亮;刘砚菊;;基于C8051F120的高精度全天候超声测风仪的设计[J];传感技术学报;2012年11期
4 贾惠芹;李克艰;党瑞荣;冯旭东;殷光;;一种改进型超声波流量计及其电磁兼容性设计[J];传感器与微系统;2013年06期
5 王晓玉;;双向流量测量在石化企业的应用[J];仪器仪表用户;2013年03期
6 翟兆松;毛端海;李世平;张冬磊;;具有温度补偿功能的超声波流量计设计[J];信息技术;2010年06期
7 丁凤林;魏延明;;超声波流量计在航天器推进系统中的应用分析[J];空间控制技术与应用;2010年06期
8 张捷光;齐文新;齐宇;;三维超声波测风仪原理与应用[J];计算机与数字工程;2013年01期
9 杨秋菊;;超声波流量检测新方法研究[J];煤炭技术;2013年06期
10 李中;廖斌;;基于TDC-GP2的时差式超声流量计的设计[J];现代电子技术;2012年01期
中国博士学位论文全文数据库 前1条
1 蒲诚;脉冲压缩编码激励超声气体流量测量研究[D];天津大学;2010年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 刘丽珺;基于时差法的超声波流量测试系统研究[D];浙江理工大学;2010年
2 张慧;基于FPGA的高精度超声波液体流量计研究[D];重庆理工大学;2010年
3 翟元义;液压小管径的超声波流量/压力测量方法的研究[D];西华大学;2011年
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5 王文涛;多声道气体超声流量计流场适应性[D];东北石油大学;2011年
6 吕敏;基于STM32的风速风向测试系统设计[D];西南交通大学;2011年
7 李小娜;基于超声波的流量测量技术的研究[D];内蒙古科技大学;2010年
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【二级参考文献】
中国期刊全文数据库 前7条
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2 张汉奇,黄战华,蔡敬忠;高性能自动增益控制(AGC)电路的设计与实现[J];电测与仪表;1998年07期
3 海涛;低噪、宽带程控增益放大器的实现[J];电子技术;1998年08期
4 孙长柏,吴玉玉;频差式超声波管道流量计[J];工业仪表与自动化装置;1996年03期
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【相似文献】
中国期刊全文数据库 前10条
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7 杨萍;黄向东;杨良煜;;基于DSP的智能流量测量系统的设计[A];第十四届全国煤矿自动化学术年会暨中国煤炭学会自动化专业委员会学术会议论文集[C];2004年
8 李安顺;;超声波技术在煤气流量测量中的应用[A];中国计量协会冶金分会2011年会论文集[C];2011年
9 葛俊杰;王英民;;多点测量的时差式超声波流量计[A];中国声学学会1999年青年学术会议[CYCA'99]论文集[C];1999年
10 徐立毅;;污水测量中流量计的选型与安装[A];2010江苏省“能源计量与节能减排”论坛论文集[C];2010年
中国重要报纸全文数据库 前10条
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7 记者 吴正懿;科远股份终止收购南京申瑞[N];上海证券报;2011年
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9 四川 王珍秀;流量计类型及原理简介[N];电子报;2006年
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中国博士学位论文全文数据库 前7条
1 王雪峰;基于时差法气体超声波流量计的关键技术研究[D];大连理工大学;2011年
2 鲍敏;影响气体超声波流量计计量精度的主要因素研究[D];浙江大学;2004年
3 刘永辉;圆管过渡区流速特性的研究[D];山东大学;2011年
4 李跃忠;多声道超声波气体流量测量关键技术研究[D];华中科技大学;2010年
5 冯旭刚;冶金石灰窑多参数检测与质量控制理论及技术研究[D];合肥工业大学;2011年
6 许立兵;轻型车超低排放测试技术研究[D];浙江大学;2008年
7 罗守南;基于超声多普勒方法的管道流量测量研究[D];清华大学;2004年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 何青;基于嵌入式系统的超声波流量计设计[D];武汉理工大学;2005年
2 姜志成;超声波反射装置对超声波流量计内水流特性影响的研究[D];山东大学;2010年
3 程文杰;超声波流量计在输气管道现场运用的研究[D];西南石油大学;2011年
4 李富宁;基于嵌入式超声波流量计的设计[D];西安工程大学;2011年
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7 高荣艳;短管式超声波流量计的研究[D];沈阳工业大学;2011年
8 金松日;一种小管径超声波流量计的设计[D];大连理工大学;2013年
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