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时差法气体超声波流量计的研究
资料介绍
流量计是一种能够测量各种不同物理流体的仪器仪表，而超声波流量计是诸多流量计中的一种。超声波流量计是通过超声波在不同的流体中传播的信号，从而获取一些流速信息，再通过相应的测量原理以及算法计算出流量的大小。然而，在实际的工业生产中，由于外界环境对其影响较大，气体流动密度分布的并不均匀，在一定程度上影响了气体超声波流量计的精确度和稳定性。
本文结合西安华旭电气自动化技术有限公司的项目，设计了一款测量天然气的小口径的气体超声波流量计。在设计流量计的过程中，硬件电路选取了低功耗的MSP430单片机作为主控芯片，采用FPGA芯片作为主要的信号处理器。在软件设计方面，根据时差法的测量原理，提出了一种改进的时差法，以消除一些干扰因素对测量精度的影响，采用了53H算法对异常数据进行了处理，并对FPGA的边沿检测、信号捕获技术进行了改进，进一步提高了系统的检测准确度。针对流体分部不均匀以及降低流量计功耗等问题，提出了多声道的测量方法以及低功耗的设计方法。通过对所设计的样机测试标定，样机测量的精度达到了设计要求。
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