基于時(shí)差法的單聲道氣體超聲波流量計(jì)的研究.pdf

1、超聲波信號(hào)在流體中傳播時(shí)，流體的流速會(huì)對(duì)超聲波信號(hào)進(jìn)行調(diào)制，通過(guò)檢測(cè)超聲波信號(hào)，建立數(shù)學(xué)模型，推導(dǎo)出流體的流速，從而實(shí)現(xiàn)流體流量的測(cè)量。超聲波流量計(jì)具有高精度、測(cè)量無(wú)壓損、維護(hù)方便、非接觸、適用于大口徑管道測(cè)量等優(yōu)點(diǎn)，隨著天然氣在能源體系中占的比例越來(lái)越大，超聲波氣體流量計(jì)具有廣闊的應(yīng)用前景。我國(guó)研究超聲波流量計(jì)起步較晚，國(guó)內(nèi)氣體超聲波流量計(jì)產(chǎn)品非常少，并且在測(cè)量精度和穩(wěn)定性等方面和國(guó)際上產(chǎn)品相比存在較大的差距。
　　通過(guò)廣泛查詢

2、國(guó)內(nèi)外超聲波氣體流量測(cè)量的文獻(xiàn)，發(fā)現(xiàn)幾乎所有的測(cè)量方案都是采用時(shí)差法的測(cè)量原理，而在計(jì)時(shí)方案上大部分采用脈沖計(jì)數(shù)或者互相關(guān)運(yùn)算的方法?；ハ嚓P(guān)運(yùn)算的計(jì)時(shí)方案需要設(shè)計(jì)高速采樣電路并且計(jì)算復(fù)雜;大部分脈沖計(jì)數(shù)的方案需要高頻率的時(shí)鐘基準(zhǔn)信號(hào)和設(shè)計(jì)硬件或者軟件來(lái)判斷超聲波接收信號(hào)的到達(dá)時(shí)刻。本文設(shè)計(jì)了基于時(shí)差法和TDC-GP21測(cè)量芯片的超聲波氣體流量計(jì)，TDC-GP21（時(shí)間數(shù)字轉(zhuǎn)換器）芯片內(nèi)部集成了電壓比較器，并且時(shí)間的測(cè)量直接由芯片完成，簡(jiǎn)

3、化了電路設(shè)計(jì)。本文主要研究了以下幾方面的問題:
　　設(shè)計(jì)了超聲波激發(fā)電路以及超聲波接收信號(hào)放大濾波電路，經(jīng)過(guò)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證，所設(shè)計(jì)的激發(fā)電路能夠有效地激發(fā)氣體超聲波探頭，超聲波接收信號(hào)放大濾波電路能夠有效地放大微弱的超聲波接收信號(hào)。
　　在相同的條件下，通過(guò)對(duì)比不同型號(hào)超聲波探頭的超聲波接收信號(hào)波形，選擇了合適的適用于氣體測(cè)量的超聲波探頭。
　　分別利用不同個(gè)數(shù)激發(fā)波去激發(fā)超聲波探頭，對(duì)比不同情況下的超聲波接收信號(hào)波形和靜態(tài)