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基于超声波的流量测量技术的研究

更新时间：2020-04-02 03:34:55 大小：3M 上传用户：zhiyao6查看TA发布的资源 标签：超声波 下载积分：3分 评价赚积分 （如何评价?） 打赏 收藏 评论(0) 举报

资料介绍

超声波在流体中传播时，会携带其流速信息，超声波流量计就是通过提取这些信息来测量流量的。本文开发了一套用于巡检高炉冷却循环水流量的超声波测量装置，以改善目前其测量成本高、维护不便、备件多、对工人技术水平要求高的现状。

    论文从高炉冷却水的实际情况出发，系统确定了采用时差法测量原理，探头采取U法安装，以32位ARM Cortex-M3系列单片机STM32F103RE作为处理器，达到1％测量精度的整体方案.论文对超声波收、发电路的设计和工作过程进行了详细的研究和论述，并且在电路设计和PCB设计的过程中重点考虑了抗干扰技术，最终获得了幅值稳定、波形清晰、信噪比高的接收信号，为后续软件设计提供了良好的基础。

    在时差法超声波流量测量中，系统的精度主要取决于时差的精度。本文采用高速计时与相关算法相结合的方法测量时差：在发射超声波的同时启动高速计时，当接收信号的幅值大于比较器的阈值时停止计时，并唤醒高速模数转换器AD9237开始采集接收信号。在顺、逆流的采集完成后，对采集数据进行互相关运算，以补偿高速计时测得的时差，最终实现了时差的高精度测量。软件中，还对温度引起的超声波传播速度变化做了校正；对流速在管道中的非平均分布作了补偿，以保证流量测量的精度。

    基于以上硬件和软件设计，该装置可用于管径为30mm～1600mm、流量为1.27m3/h～150m3/h范围内的水流量测量，也可拓展用于其他环境的单相液体的流量测量。该装置具有CAN总线接口，可构成分布式控制系统中的现场级流量仪表。

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