超声波气体流量测量系统的实现

超声波气体流量计因为其具有许多优点,在工业上获得越来越广泛的应用。超声波气体流量测量需应用一种新的流量测量技术,因为超声气体流量计工作在噪声较强的场合,且信号微弱。超声波气体流量计信号不能用传统的方法检测,在此,数字平均技术及相关技术得到应用,数字平均技术可使信号得到加强,相关技术可使渡越时间测量更精确,流量测量精度可达±2%。     

2009多国仪器仪表展览会流量仪表评估

简要介绍了2009年多国仪器仪表展览会(MICONEX2009)上流量仪表参展商概况、12大类参展流量仪表所占比例,并分析评述了展品及其亮点,如新流量测最原理的激光流量计,向小流量低流速方向延伸的超声流量计、超声热黾表和超声水表,能测量液体的MEMS(微机电系统)制的热式流量计,可代替机械式的MEMS家用/商用燃气表,高阶椭圆齿轮流量计等.     

超声波气体流量计反馈回路的最优算法研究

为了实现气体超声波流量计对数据检测准确及稳定的目的,引入先进的控制优化技术进行了超声波气体流量测量原理、自动控制最优反馈回路算法、去除高频和低频噪声等研究,得出了超声波在顺流和逆流情况下运动时间差来确定模型并计算气体流量结论。根据传播速度差、波束位移、多普勒等方法,在实验中提出了仿真信号波形对比可视化展示和误差对比分析来测试不同工况下的流量,成功解决了气体超声流量计的信号检测问题,有效克服传统流量计的缺陷,提高超声波流量计测量精度,运行稳定可靠,为相关企业在管道内气体检测计量工作提供强大的数据支持体系,取得了良好的效果,对打破国外少数厂家技术垄断,填补气体超声波流量计方面的技术装备空白具有重要意义。     

超声流量计在线使用的探讨

0 引言 超声流量计在现场使用中无疑有着一些独特的优点:它可以从厚厚的金属管道外部测量管内流体的流速,不接触被测介质,不扰乱流场,无压力损失,使用安全、方便、快捷。正是基于这些独特的优点,超声流量计在工业计量、医疗、海洋观测、河流等各种计量中都有着广泛的应用。但是,如果不能正确地使用,却可能人为地导致测量误差的增大,直至测量的失败。因此,研究影响超声流量计使用的主要因素,确立正确的使用方法尤显重要。本文从这方面人手,分析了影响超声流量计测量的主要因素,并对超声流量计的在线使用进行了试验论证。     

闸阀扰流对外夹式超声流量计测量精度影响研究

受管路内不稳定流场的影响,外夹式超声流量计超声波传播声道上的流量计算模型改变,进而产生测量误差。采用计算流体动力学（CFD）仿真计算方法对50%闸阀开度时的管路流场进行了仿真分析,研究了闸阀前后不同位置处流场变化引起的流速变化情况,并在不同位置处提取多个声道的线平均速度进行比较,分析了选取不同声道时超声流量计的测量误差。最后,通过开展多声道超声流量计实测实验对CFD仿真计算结果进行了验证。     

基于MSP430单片机的超声信号的精确测量

文章介绍了一种应用在工业用大口径超声式气体管道流量计中的超声信号传输时间的测量方法。该方法采用粗计数和细计数2个过程,克服了带有转子式的气体流量计固有的时漂误差。试验证明:该方法具有很高的精确性和实用性。     

基于双通道的涡街流量计信号处理系统研究

涡街流量计是上世纪60年代末期发展起来的一种振动频率与流速成正比的流量计.针对涡街流量计在低流速时幅值小而高流速幅值大,且低流速信噪比低而高流速信噪比高的特点,设计了一套双通道涡街流量计信号处理方法,通过测量通道与监测通道的配合工作,提升了低流速的测量性能,扩大了涡街流量计测量量程.     

新型超声波气体流量计

介绍了一种高精度、高抗干扰性、价格低廉、操作简便的超声波气体流量计.通过测量超声波脉冲沿顺、逆流两个方向上声波传播时间不同来测量气体的流速和流量的新技术.本设计使用高精度数字计时电路,计时精度达到皮秒级.     

多声道气体超声流量计的研究

实际流量测量时,多种因素如噪声、硬件、管壁粗糙程度、流场分布等都会降低气体超声流量计的精度。而采用多声道流量计能够降低这些因素影响。在详细介绍测量原理与影响因素的基础上,利用数值积分方法,对声道安装位置进行数学建模和优化研究,求解权重系数。因计算出测量面的速度均值,提升了测量精准度。在理论支持下,对流量计硬件系统进行规划及传感器等硬件选型。通过实验测量与数据分析,测量精度能基本满足要求,可为创新下代气体超声流量计提供一定参考。     

电容式涡街流量计的建模与仿真

涡街流量计作为一种新型流量计发展迅速,但其依据的理论基础是基于开放的均匀流场,与流量计的实际使用条件不一样.因对于涡街流量计还需要开展一些基础研究,为设计和开发涡街流量计提供理论依据和设计准则,要以电容式涡街流量计,对其进行了建模与仿真分析,并在仿真分析的基础上提出了如何改善涡街流量计的设计以拓宽其在低速气体流量测量上的应用.     

基于MAX35104的超声波气体流量检测系统的设计与研究

针对现有超声波气体流量计精度不高的弱点,本文采用时差法测量原理,设计了基于MAX35104的流量检测系统。为提高测量精度,采用新型的高精度时间数字转换芯片MAX35104作为计时测量核心,采用Z安装方式,实现对顺逆流时间差的测量;为实现低功耗,采用超低功耗单片机STM32F103为系统控制核心,实现数据处理和结果显示。介绍了MAX35104时间间隔测量方法,边沿检测原理以及相应硬件测量电路的实现方法。测试结果证明该超声波气体流量计的精度可达行业标准的1级要求。     

威力巴流量计在煤矿管道瓦斯流量计量中的应用

针对煤矿管道瓦斯流量计如V锥流量计、孔板流量计及超声波流量计存在安装复杂、测量精度低、永久性压力损失大等问题,介绍了一种基于差压测量原理的威力巴流量计在煤矿管道瓦斯流量计量中的应用;给出了威力巴流量计测量原理和性能特点,指出与其他均速管流量计相比,威力巴流量计的防堵性能最优。实验室和现场测试结果表明,威力巴流量计具有测量准确、结构简单和低压力损失的特点,适用于煤矿管道瓦斯流量的检测。     

基于WZ-2188超声波流量计煤气流量检测及其补偿中的应用

根据梅山钢厂石灰窑现有采用孔板流量计测量煤气流量所存在的问题,提出了一种基于WZ-2188超声波流量检测为基准,结合孔板流量计流量检测的双重检测方法,实现了石灰窑供气系统煤气流量的准确测量,并以此为基础实现煤气流量在线补偿。此补偿方法对于采用孔板流量计测量煤气流量的套筒石灰窑均适用。     

加权数据融合方法在多声道超声波流量计测量中的应用

针对多声道超声波流量计在流体流速测量时由于单个或多个换能器不能正常工作而导致测量存在误差的问题。提出在多传感器数据融合理论的基础上对其进行改进,使其适用于多声道超声波流量计的数据融合计算,同时改进后的最优加权数据融合方法能够在每次测量后自适应的计算最优权重系数。通过实验表明当流量计各声道均能正常工作时,该方法与Gauss-Jacobi积分法计算得到的流速值基本一致,当流量计单个声道不能正常工作时,应用该方法可以得到比Gauss-Jacobi积分法更加稳定的流速值,能够减小测量误差对计算结果的影响。     

数字式超声波气体流量计的信号处理及改进

利用超声波测量气体流量具有非接触、安全、精确度高等优点。介绍了基于DSP的超声波气体流量计的工作原理及硬件设计框架;针对其接收信号弱、工作环境噪声强的特点采用相关法分析,并分别从时域和频域阐述了相关法的原理和算法;在保证精度的前提下提出了算法改进措施以提高其实时性,并给出了板上调试的具体实例;首次提出利用回波法求基准波的方法;针对不同系统的要求提出了三种提高精度的措施。以上方法成功应用于仪表设计中。     

Application of Weighted Data Fusion Method in Multi-Path Ultrasonic Flowmeter Measurement北大核心CSCD

In view ofthe problem that the measurement error caused by a transducer can not work normally in the measurement of the flow velocity of the multi-path ultrasonic flowmeter. On the basis of multi-sensor data fusion theory and its improvement, a data fusion calculation method suitable for multi-path ultrasonic flowmeter is proposed, meanwhile the improved optimal weighted data fusion method can adaptively calculate the optimal weight coefficient after each measurement. The experimental results show that the flow velocity calculated by this method and the Gauss-Jacobi integral method are basically consistent when the channels of the flowmeter can work normally, When single channel of the flowmeter can not work normally, this method can be used to obtain more stable flow velocity than the Gauss-Jacobi integral method, it can reduce the influence of measurement error to the calculation result. © 2017, The Editorial Office of Chinese Journal of Sensors and Actuators. All right reserved.     

神经网络改进算法在超声波流量测量中的应用

由于液压系统中管路结构造成的紊流现象对传统超声波流量计的影响,文章在非充分发展流体的截面流速分布特点的基础上,提出采用多通道超声波测量方法获取流速信息,并将BP神经网络系统应用于流态识别和流量计算,通过对BP网络进行节点和阈值优化,提高了神经网络的识别精度;采用此方法不仅提高了超声波流量计对于非充分发展流体的检测能力,而且降低流量计在测量安装时对直管短长度的要求,增强了仪器的适应能力,具有广泛的工业应用前景。     

基于P89LPC954单片机的八路四声道超声波流量计测量电路设计

该文介绍了超声波流量计的工作原理,着重描述了该超声波流量计测控系统的结构及其八路四声道测量电路设计。该系统以P89LPC954单片机为核心,其外围电路模块主要包括超声波信号的发射与接收、模拟开关、峰值采样、D／A转换、自动增益控制、显示等。此外,还包括FPGA数据传输及数据分析等功能。应用程序采用模块化编程模式,以方便升级和调试。该流量计主要应用于超声波气体流量测量,实验结果表明,其电路工作稳定,测量精度较高。     

基于TDC-GP22的超声波渡越时间测量方法研究

介绍了采用TDC-GP22用于超声波气体流量计信号接收和渡越时间(TOF)检测的实现方法。针对超声波信号接收电路,设计了带通滤波放大电路进行噪声抑制和放大处理,采用高速模数转换器(ADC)和数字电位器设计了增益控制电路,实现了对超声波接收信号的自动增益控制(AGC);针对超声波渡越时间检测,设计了阈值比较电路和高精度TDC-GP22时间检测电路。利用噪声阈值门限对TDC-GP22进行动态使能,避免了噪声引起的误检测。在音速喷嘴气体流量标准装置上进行了流量标定试验,试验结果证明了本测量系统具有良好的测量精度和测量稳定性。     

基于微处理器的数字超声波流量计

研究设计了一种以微计算机处理器为核心，根据时差法原理来测量流量的数字超声波流量计，该数字超声波流量计具有测量精度高、测量范围大、工作稳定可靠的特点。具体的实现过程是利用信号相关的数字处理方法计算出超声波在流体中的上行信号和下行信号的时间差，从而可换算出所测量的流量值。实验结果显示，这种数字超声波流量计能达到很高的精度。随着数字处理技术和处理器件的发展，数字超声波流量计将具有越来越大的优势。