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智能化超声波水流量计的理论分析与软件开发

杨媛  
【摘要】:近年来,随着国民经济的发展,我国水资源越来越珍贵,相应地对水量的计 量仪器精度要求也越来越高,尤其是在城市引水及供水系统中对于大流量的测量。 本课题──智能化超声波水流量计的研制,是陕西省关中灌区改造(世界银行贷 款)项目的一个子项目。要求所研制的流量计精度高,适用于大型引水、城市供 水等大流量的计量,而且具有操作简便、成本低等特点。 由于本超声波流量计要求具有高精度、高可靠性。在本课题中着重解决了以 下几个问题:(1)选择具有高精度的流量算法。通过参考大量文献资料,推导出 一种精确的流量计算公式以及各权重系数的取值法。(2)为流量计的研制提供相 应的理论算法。与实际应用相结合,提出超声波传感器的最佳驱动信号;给出了 流量计的精度分析方法;提出了一些提高流量计精度的措施。(3)与硬件配合编 制流量计软件。整个软件分单片机部分与微机化部分,单片机部分又分为主机部 分与流量变送器部分。主机软件的功能是接收由流量变送器发来的信息,计算流 量及累积流量,对流速和流量数据进行可靠性检验,控制流量等信息的显示、打 印等,控制键盘操作及流量变送器工作,进行参数存储,出错告警等;流量变送 器软件的功能是产生超声波换能器所需的驱动信号,向主机回送测量的超声波传 播时间及状态信息;微机化软件使得流量计主机可跟微机之间进行通讯,通过微 机软件给用户提供更友好的界面,可以在微机上进行报表、图表显示,数据存储, 打印,参数设置及提取等。 软件运行结果表明,所提供的流量算法精度高于0.1%,软件计算精度高于国 外同类产品,软件界面友好,操作方便,功能齐全。软件代码实行模块化,达到 了代码优化的目的。通过对软件运行结果和测量精度的计算,流量计的测量精度 高于0.5%,说明本课题达到了设计要求。


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