超声波外测液位检测方法研究

在工业生产中，经常需要对封闭容器内各种液体的液位进行精确检测。在分析比较目前广泛采用的超声波液位测量方法的基础上，结合现有方法的优点采用一种计算更简单、操作更方便的超声波外测液位检测法，设计以单片机为核心的超声波外测液位检测系统。通过对封闭容器内水的液位检测实验表明，该系统可靠性强，检测误差小于1mm。此外，通过修改超声波在被测液体不同温度下的传播速度表就可以测量各种液体的液位。     

具有温度补偿功能的超声波测距系统设计

为了克服超声波测距系统中环境温度波动对系统的测距造成的误差,采用了温度传感器DS18B20实时采集温度数据,当环境温度变化时,温度传感器DS18B20提取温度,根据温度值与超声波对应的关系采用计算机及时修正波速,以纠正温度的变化引起超声波测距系统产生的误差.系统以单片机AT89 C51为核心,设计了温度采集、超声波发射、接收等硬件电路与系统软件部分.经测试表明:系统能够有效的避免温度的变化对测距系统造成误差,其测量精度达到1％.     

基于线阵CCD的液位测量系统设计

在化学试剂定容测量领域,试剂的液位高度是重要的被测参数之一.传统的液位测量方法存在测量精度不高、测量数值不连续、难以实现非接触测量等缺陷.通过研究透明化学试剂液位的在线检测方法,设计了一种高精度非接触式的光电液位检测系统,以FPGA为主控制器,驱动线阵CCD进行液位传感,接收经过平行光束透射的光信号,在驱动时序的作用下进行自扫描转换成便于处理的一维图像信号,送PC机中进行处理,对实际液位和图像边缘像素点之间的关系进行分析,实现了液位高度的测量.经实验验证,本系统绝对精度达到10 μm,测量分辨率优于2μm.     

伪码数字相关技术及其在超声波液位测量中的应用

将伪码数字相关技术应用到超声波液位测量中,构成汽包水位测量系统;分析了伪随机码的相关特性,讨论了基于伪码相关技术的超声波液位测量原理,设计并完成了液位测量系统。实验表明:系统测量精度高,可用于火电厂中汽包水位的测量。     

基于BP网络的高精度超声波液位计研究

分析了超声波速度在不同的传输介质、环境下的变化,以及由此导致的超声波回波测距时对液位测量的影响。实验得出超声波传播速度与温度、湿度是一个非线性函数,利用BP神经网络能很好地逼近非线性函数的特点,建立神经网络模型来逼近该函数,利用样本数据在Matlab环境下训练得出权值与阈值并保存留用。在应用系统编程时构造相同的BP网络,编写一个前向计算函数,即可获得系统当时环境下的超声波传播速度。应用该方法后,回波测距的精度提高了2到3个数量级。     

伪码数字相关技术及其在超声波液位测量中的应用

将伪码数字相关技术应用到超声波液位测量中，构成汽包水位测量系统；分析了伪随机码的相关特性，讨论了基于伪码相关技术的超声波液位测量原理，设计并完成了液位测量系统。实验表明：系统测量精度高，可用于火电厂中汽包水位的测量。     

基于超声波液位计的标准流量计量方法

为了解决传统水流量标准装置存在由换向器的换入和换出行程差产生的流量测量误差问题。通过对超声波液位计的原理分析和容积标定法的研究,提出了一种基于超声波液位计和标准水箱的流量在线检测计量方法。利用超声波液位计与标准水箱进行实验,得到液位高度和液位体积的函数关系;利用上位机和8路模拟量采集模块采集标准水箱液位高度和相应的时间,进而得到标准圆筒中液位体积和时间的关系,由单位时间内流体体积的变化值得到实际流量值。实验结果表明,采用此方法得到的流量测量值精度能够达到0.55%,能够实现流量的精准测量。     

磁致伸缩飞机油位传感器的电路设计

本文根据磁致伸缩液位传感器的测量原理,进行了磁致伸缩油位传感器的电路设计,对燃油密度变化造成的误差进行了温度补偿。该方法可以使燃油液位测量精度得到很大改进,有一定的实用性和先进性。     

超声波温度测量装置的设计与实现

为了实现高温烟气温度的实时在线监测,研究设计一种具有较高准确性和快速响应的超声波温度测量装置.它通过检测超声波在气体中速度的变化,实现对气体平均温度的测量.在模拟高温环境下,对所研制的超声波温度测量装置的可靠性和准确性进行了实验研究.试验结果表明,该装置在一定程度上克服了气流流动和介质参数变化对温度测量精度的影响.通过...     

基于LabVIEW的汽车油罐车液位检测计量系统设计与实现

汽车油罐车容积计量检定的传统方法是采用人工丁字尺加显色液来测量液位空高,传统的人工计量检定方法效率低、安全系数低、成本高,人工读数的误差对测量精度带来很大的影响。设计了一种基于LabVIEW的高精度多通道汽车油罐车液位检测计量系统。首先通过设置系统的串口号和波特率,然后采用DRUCK PTX 1830液位传感器来对汽车油罐车的液位进行数据采集,经过滤波和复杂的算法处理,系统实时显示液位高度和液位变化曲线,从而达到高精度自动化计量检定汽车油罐车容积的目的。系统具有对汽车油罐车液位数据进行数据采集、算法处理、显示、存储、报警、上位机自动分析数据及导出Excle表格等功能。通过在实验室与现场实际测试,结果表明,该系统能有效准确的反应液位高度的变化,测量精度达到±1‰,具有一定的推广应用价值。     

Ni-Cr合金超声导波温度传感器的设计

为了实现在高温环境下对温度的精准测量,基于超声导波测温原理,设计了一种镍铬合金超声导波温度传感器。镍铬合金具有抗氧化性好、高温环境下强度高、热膨胀系数小、导热性能好以及长期使用不变形等优点。经过分析,选用长为1 m,直径为0.8 mm,区截长度为30 mm的Ni-Cr合金丝作为敏感元,采集超声回波信号,利用互相关计算渡越时间,实现对温度的测量,并对传感器的测温范围、灵敏度以及重复性进行了分析,实验结果表明该传感器在1 100℃的强氧化环境下准确度达到了1%。     

基于二次相关的双阵元接收阵列超声波风矢量测量

针对在低信噪比条件下超声波风速风向测量精度低的问题,提出一种基于二次相关法的双阵元接收阵列超声波风速风 向测量方法。 首先采用由一个超声波发射传感器和两个接收传感器组成的阵列结构,其次在该系统结构基础上给出一种基于 二次相关的超声波传播时间测量方法,利用二次相关算法对噪声抑制更强的性能可有效提高风速风向测量的精度。 最后通过 模拟仿真实验对所提测风方法进行有效性验证,并通过双阵元测风系统进行了实测数据验证。 实验结果表明,基于二次相关算 法的双阵元接收阵列超声波传感器风速风向测量方法具有较强的噪声抑制能力,在实测环境下风速风向最大测量误差分别为 0. 24 m/ s 和 2. 4°,基本达到了超声波测风仪的设计要求。     

超声波测量离合器包箱温度研究

传统的离合器包箱测温技术存在响应速度慢、安装不便和测量误差较大等问题,提出一种采用超声波技术对离合器包箱内部温度进行测量的方法,这种方法能够很好地解决传统测温技术存在的问题,在工程应用中具有巨大的应用潜力。基于有限元分析软件COMSOL建立超声波在离合器包箱中传播的物理模型,并使用最小二乘法对离合器包箱的温度场进行还原,能够很好地解决离合器包箱内部物理场耦合复杂的问题。结果表明,使用超声波测量方法可以获得离合器包箱内部温度,超声波飞行时间的计算结果与理论结果的最大相对误差仅为0.26%;并且使用最小二乘法还原温度场的结果与理论结果一致。     

超声波石油管道压力测量及应用

本文在充分调研国内外管道压力检测技术的基础上,提出新的管道压力检测方法--基于非插入式超声波管外测量方法.该方法克服管道壁厚影响,而且有效地消除系统误差,达到了较高的精度.根据声学方面和流体力学的相关知识,利用液压系统压力变化引起油液声速变化这一物理特性,提出通过测量超声波在油液中的传播速度实现压力测量的新方法,具有重要的实用价值.     

基于 DC-SAM 液位识别模型的非满管流量计

在工业生产过程中超声流量计凭借非接触测量、适用多种流体介质等优点发挥着重要作用。针对目前超声流量检测抗干扰能力差,检测精度较低等问题,提出了一种结合模式识别的四声道非满管超声流量计;该系统通过带浮点运算的高性能ARM处理器进行FFT运算,求出四声道的综合流速;配合边缘计算芯片来识别出管道的液位,并基于液位修正模型提升识别稳定性。在液位识别模型中利用特征提取模块和空间注意力机制模块来提取有效特征,使用随机森林进行液位分类。实验结果表明,DC-SAM算法相对于其他模型更快收敛,准确率达到96.6%;该系统在流量实验中,对比标定流量计能达到96.5%的准确度,且具有较好的线性度;可以准确识别液位和流量,在保持较高测量精度的同时满足检测的稳定性要求。     

双声路声表面波传感器测量系统研究

环境温度对声表面波传感器影响较大，常采用双声路结构补偿环境温度的影响，本文结合声表面波器件结构，设计了一种新的测量系统。它由交替工作的延迟线振荡器、混频电路和数字信号处理电路组成。延迟线振荡器输出信号经滤波后与109MHz的本机晶体振荡器输出信号相混频，通过低通滤波取其差频，并经整形后由数字信号处理电路处理。应用标准信号源验证了测量系统的准确性，频率跟踪特性误差在50Hz以内。测量系统显示直观，精度高，是双声路声表面波传感器理想的测量系统。     

基于关节臂的超声测流装置几何参数精测方法研究

针对如何确保现场安装超声测流装置测量准确度的问题,提出了基于关节臂的现场安装探头几何参数精测方法。 首 先,对超声测流装置的流量计算模型进行分析,结果表明,其测量准确度建立在探头几何参数的准确测量基础上。 在此基础上, 通过探头的特殊设计及内外测比对试验,验证了使用关节臂外测探头三维坐标推算探头实际几何参数的可行性。 最后,在南水 北调中线工程的 3 个试点,使用关节臂精确测量插入式四声道超声测流装置探头三维坐标,分析得到探头几何参数的精确量值 和修正权重系数。 通过分析不同权重系数对超声测流装置平均流速的影响,结果表明,该方法能提高现场安装的超声测流装置 测量准确度 0. 02% ~ 0. 58%,对现场划线定位的准确度水平做出评价,验证了方法的合理性和有效性。