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《河南工业大学》 2015年
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多声道超声波流量计的设计与实验研究

曹译恒  
【摘要】:流程工业的三大测量要素分别为流量、温度与压力。随着国内西气东输项目的进展、城市天然气管道化的建设、油田民用天然气商品化政策的实施、化工生产原料流量的计量的需求、以及供水管道项目的日益增加使得流量计量仪表得到更广泛的应用,并在国民经济的发展中逐步起到不可替代的作用。超声波流量测量技术是一种应运而生的新技术,它利用超声波信号在流体中传播时所载流体的流速信息来测量流体流量,具有测量精度高、低流速性好、压力损失小、适用范围广、测量范围大等特点。本文设计了一种基于嵌入式ARM Cortex-M3内核的STM32L超低功耗多声道超声波液体流量智能计量仪表,并开展了如下几个方面的研究工作:(1)通过查阅大量相关文献和资料,根据国内外研究现状,分析超声波在介质中的传播特性,并研究超声波换能器的工作原理,此外,详细研究分析不同种类超声波流量计的测量原理,并比较其优势和劣势,分辨其适用场合,最后,根据设计要求,提出应用时差法来实现超声波流量测量的设计方案。(2)在低功耗要求的前提下,提出基于嵌入式ARM Cortex-M3内核的STM32L+TDC-GP22的设计方案,提出多声道超声波测量计的硬件电路的总体设计方案,根据各个模块的技术要求,选择芯片设计电路,并应用一定的抗干扰措施来提高测量精度。此外,通过多通道的回波信号自动增益调节和误差修正算法来降低测量误差,实现液体流量的高精度计量、存储。并通过虚拟仪器技术实现数据在线监控等功能。本文设计的多声道超声波流量计具有测量介质可选、声道数可选、计量精度高、功能可扩展性强、超低功耗等优点。(3)软件设计方面,采用模块化设计方法,将整个系统分为4个模块。提出软件设计的总体流程图,并分别设计时间测量程序,超声波的发射、接收程序,中断程序。分析了多声道超声波流量计的流量算法以及多声道测量计算程序,从而完成对整个硬件系统的控制,并实现数据的处理和显示等功能。(4)基于硬件电路设计和软件控制流程,搭建基于虚拟仪器的实验平台,通过虚拟仪器技术实现数据在线监控等功能。对所设计的多声道超声波流量计进行实验测试。通过分析实验结果,验证本文所设计的超声波流量计的正确性以及可行性,证明设计方案具有更高的测量精度。
【学位授予单位】:河南工业大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2015
【分类号】:TH814.92

【参考文献】
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1 周爱国;阮杰阳;刘凯;陆敏恂;;超声波流量计影响因素的分析及对策[J];中国工程机械学报;2009年04期
【共引文献】
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1 张建;;超声流量计在天然气计量中的应用[J];硅谷;2012年19期
2 吴春华;鲍敏;;超声波流量计的弯管误差分析及修正研究[J];机电工程;2015年02期
【二级参考文献】
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1 李智录;杨震;张东生;;超声波流量计测流精度的实验研究[J];西安理工大学学报;2006年01期
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1 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
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1 刘波,李宏运;能源计量及超声波流量计的应用[J];区域供热;2001年04期
2 余立川,孙江;超声波流量计在污水处理工艺中的应用[J];自动化与仪器仪表;2001年05期
3 董浩然;超声波流量计的选型及应用[J];工业计量;2002年02期
4 石利琴;超声波流量计的应用[J];计量技术;2002年04期
5 王秀瑛;超声波流量计的原理及应用[J];山西建筑;2002年04期
6 乐勇;超声波流量计在制盐生产中的应用[J];石油化工自动化;2002年06期
7 马文安;影响便携式超声波流量计测量精度的因素分析[J];太原科技;2002年01期
8 陈启兵;蒋日明;陈幸粟;;超声波流量计的安装和使用[J];工业计量;2002年S1期
9 郑宝昌,李培清,齐畅;超声波流量计双向流计量研究[J];工业用水与废水;2003年02期
10 陈晓燕,韩君,孔昭文,张沈彬;超声波流量计测量精度的修正与探讨[J];内蒙古电力技术;2003年02期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 何明武;张民理;;超声波流量计测量误差分析与校验[A];企业计量测试与质量管理——中国科协2005年学术年会论文集[C];2005年
2 白建华;刘福泉;;多普勒超声波流量计在宣钢红泥测量中的应用[A];河北冶金学会炼铁技术暨学术年会论文集[C];2006年
3 魏洁;;超声波流量计在流量计现场检测中的的应用[A];江苏省计量测试学会2006年论文集[C];2006年
4 邵起超;;浅谈超声波流量计在铁路给水中的运用[A];第十届中国科协年会中部地区物流产业体系建设论坛专辑[C];2008年
5 容显政;解禾;黄宇飞;;用于环保的超声波流量计[A];2000电子产品防护技术研讨会论文集[C];2004年
6 黄雪莲;;便携式双声道超声波流量计在线检测的常见问题[A];江苏计量测试学术论文集(2009)[C];2009年
7 刘连伟;黄艳;匡美珍;;三峡电厂超声波流量计介绍[A];中国水力发电工程学会电力系统自动化专委会2009年年会暨学术交流会论文集[C];2009年
8 周济人;杨华;成立;汤方平;;超声波流量计测试大型低扬程泵流量的模型试验[A];2009全国大型泵站更新改造研讨暨新技术、新产品交流大会论文集[C];2009年
9 刘季霖;胡亮;傅新;;基于使能窗技术的时差式超声波流量计[A];中国仪器仪表学会第十一届青年学术会议论文集[C];2009年
10 谢海;陈尚松;;超声波流量计中高精度时间测量技术研究[A];2009中国仪器仪表与测控技术大会论文集[C];2009年
中国重要报纸全文数据库 前9条
1 刘久光;华中输气攻克超声波流量计温度死机[N];中国石油报;2008年
2 郭志杰;美国通用公司气体超声波流量计进入中国[N];中国石油报;2006年
3 记者 罗建东 通讯员 王拥军;新型超声波流量计落户鄯善油田[N];中国石油报;2009年
4 大同市热力有限公司 梁文;超声波流量计在热力行业的应用[N];山西科技报;2003年
5 特约记者 南洁 通讯员 马瑾;苏里格气田首次应用气体超声波流量计[N];中国石油报;2011年
6 霍殿中;超声波流量计测量技术[N];中国水利报;2003年
7 ;十年磨一剑 建恒一飞冲天[N];民营经济报;2006年
8 刘红艳;石焦集团大井水实现远程监测[N];中国冶金报;2004年
9 记者 孙世超 通讯员 王金鹏;干部争相联系企业送服务[N];威海日报;2014年
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1 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
2 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
3 刘永辉;圆管过渡区流速特性的研究[D];山东大学;2011年
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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 陈静;超声波流量计的研制[D];西安科技大学;2004年
3 杨泽;非满管超声波流量计的研究[D];浙江大学;2015年
4 饶俊华;用于气体超声波流量计的积算仪研发[D];浙江大学;2015年
5 陈炜刚;气体超声波流量计非理想流场分析与补偿方法[D];浙江大学;2015年
6 黎裕熙;基于结构与流场分析的超声波流量计结构设计[D];浙江大学;2015年
7 曹译恒;多声道超声波流量计的设计与实验研究[D];河南工业大学;2015年
8 杨志辉;高速气体超声波流量计的研究[D];东华理工大学;2014年
9 郝晶;基于相关法超声波流量计的研究[D];中北大学;2009年
10 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
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