基于相位差法的超聲流量檢測關(guān)鍵技術(shù)研究.pdf

1、近些年來，超聲波流量計飛速發(fā)展，因其具有的非接觸式、高重復(fù)性、對被測量流體的適應(yīng)性等優(yōu)勢，廣泛運用于各個領(lǐng)域。但同時，超聲波流量計在測量方面又存在流場環(huán)境復(fù)雜、受傳感器性能限制、傳播信號不穩(wěn)定、聲學(xué)干擾嚴(yán)重、壓力溫度誤差大等問題，嚴(yán)重影響計量精度，這些都是急需解決的關(guān)鍵問題。本文對影響超聲波流量計測量精度的因素進(jìn)行充分調(diào)研后，針對性的選取了時間測量精度、流體流場分布兩大關(guān)鍵技術(shù)進(jìn)行詳細(xì)分析和研究。
　　本課題基于超聲波相位差法測量

2、原理。采取高精度時間測量方法—改進(jìn)的模擬內(nèi)插法。以矩形波脈沖組信號為傳感器激勵信號，將接收信號與激勵信號的相位差累加，再作為電容充電的時間控制信號，獲取對應(yīng)的放電時間擴(kuò)展脈沖，從而將時間測量分辨率從1μs提高到了3ns~5ns。以時間測量電路為核心，設(shè)計了一套高精度的流量測量實驗裝置，主要包括激勵信號發(fā)射電路、接收信號處理電路、流速計算上位機(jī)程序。
　　采用計算流體動力學(xué)(CFD)方法進(jìn)行流場仿真，主要包括兩部分：一是還原真實實驗

3、場景，研究實驗管道流場分布對實驗裝置測量結(jié)果的影響，并針對性的提出一種流速修正方案。二是為了研究如何改進(jìn)裝置和安裝方案能減緩流場影響。模擬了水平面U型管和受重力影響U型管作為阻流件，其下游流體穩(wěn)定性分布情況，得到不同流速與穩(wěn)定流場的位置關(guān)系。并通過CFD仿真數(shù)據(jù)說明流量計測量穩(wěn)定性受流場穩(wěn)定性影響。并提出了一種多聲道布置方案以提高測量精度和測量穩(wěn)定性，通過仿真數(shù)據(jù)驗證了該方案的有效性。
　　設(shè)計了一套實驗平臺，配合靜態(tài)測試實驗與氣