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。     

基于时差法和TDC-GP2的超声波流量测量方法

时差法超声波流量计是通过测量超声波在流体中的顺逆流传播时间差值而计算出流量值的,故传播时间差值的高精度测量是流量测量系统的关键。为了提高时间测量的精度,文中选用了TDC-GP2高精度时间测量芯片。该文详细介绍了基于TDC-GP2芯片的时差法超声波流量测量原理以及相应硬件测量电路的具体实现方法。经实验验证,用本方法测量流量其测量精度和分辨率均较高,有望推广应用。     

脉冲超声波的发射与接收电路设计

设计了一种应用于超声波液体流量计中的脉冲超声波的发射与接收电路。发射电路由光电隔离电路、场效应管驱动电路及尖脉冲激励电路组成;接收电路由前置放大电路、巴特沃思带通滤波器及自动增益控制电路组成。试验结果显示,此电路性能良好,保证了超声流量测量的精度。     

LQAF型流量计的应用与分析

介绍ＬＱＡＦ型流量计的基本工作原理、流量计算公式及系统特点，对其压力补偿电路作了分析，给出了有关参数，还分析了各种因素对测量精度的影响，最后对该产品的发展提出了若干建议。     

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。     

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.     

基于双测试原理的热式质量流量计的设计

传统恒温差式热式流量计受到测量电路本身限制,最大加热电流受限,因此测量范围有限。设计研制了一种结合恒温差法和恒功率法的热式质量流量计。该流量计是基于托马斯理论,对功耗和温差进行采集,从而测得流量。相比于传统恒温差式质量流量计,该流量计在低流速时通过对桥式电路电压差采集,以控制数字电位器改变输入总电压,从而实现探头间温度差恒定,测量功耗测得流量;而在高流速时,通过数字电位器控制功率恒定,探测电路各个参数,从而计算得到温度差,测得流量。该流量计针对内径80 mm的管道,测量范围为0~1500 m³/h,量程约为传统恒温差式流量计的1.3倍,相对误差小于1%,满足实际使用需求。相比于传统恒功率式流量计,该流量计测低流速时精度更高。     

电磁流量计的智能化前端信号电路设计

阐述电磁流量计最为关键的前端放大电路。其具有线路简单、集成度高,特别是单片机可自动调节仪表放大倍数,以适应仪表的宽量程;采用24位A/D采样流量信号,精度高,可应用于DN15～DN2000(mm)所有口径的电磁流量计,是一种新型智能化放大电路,将大大提高电磁流量计的测量精度。     

超声波流量计静水时差温度漂移的解决方法

时差式超声流量计广泛应用于工业生产和日常生活各个领域,其中超声信号在流体中顺、逆流传播时间差的测量精度很大程度上决定了流量的测量精度,由于实际测量中“零点误差”和“温度漂移”的存在,使得消除或抑制这两者的影响成为提高流量测量精度的重要环节。依据电声互易定理,改善测量系统电路的互易性可以有效抑制“零点误差”和“温度漂移”,而发射电路与接收电路阻抗的对称性和测量系统的互易性存在很强的联系,通过匹配激励和接收电路等效阻抗可以改善测量系统的互易性。依据互易电路设计对现有测量系统进行了改进,并搭建实验平台进行了实际测量。实验表明：此电路设计能够非常有效的抑制“零点误差”和“温度漂移”。     

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。     

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%。     

石油化工行业流量仪表选型初探

结合作者多年从事石化行业流量仪表应用的实践,阐述了流量计选型的基本原则与方法,并对诸如地下大口径流量测量、小流量低压瓦斯流量测量以及液化石油气的流量测量等难以解决的问题,提出了较为实用的选型技术。     

气体超声流量计回波信号的自适应阈值法研究

时差法超声波流量计常采用双阈值法确定特征点,测量到达特征点时间,从而计算渡越时间。相比于单阈值法,双阈值法一定程度上提高了流量计的准确性,然而超声回波信号在传播时易受到温度、压力以及换能器特性的影响,导致双阈值法在一定工况下特征点产生错误判断。针对此问题,本文提出了一种自适应的双阈值方法并设计硬件电路。该方法可在较低的采样频率下获得回波信号各个波峰幅值,实时更新第一阈值,判断特征点是否一致并进行自动补偿,从而提高渡越时间的测量精度。最终实验结果表明,与传统双阈值法相比该方法具有较好的适应性和计量特性。     

极性相关算法在超声波流量计中的研究

针对超声波气体流量计中采用传统相关算法计算相关函数时,在存储数据、计算过程、运算速度等方面的问题,严重影响了流量计的测量精度和实时性;若要提高相关流量测量的实时性与实用性,必须寻求更快的算法;简要介绍了应用于超声波流量计中的极性相关算法,并且给出了将信号极性化的方法;通过MATLAB仿真证明极性相关算法的可行性;最后通过实验验证极性相关算法可以保证流量计的测量精度,提高系统的实时性;该系统计算相关函数的时间缩短为传统算法的1/20,效果比较明显。     

一种外夹式超声波流量计在成品油管道上的应用

在成品油输送工艺中,需要对管道中输送油品进行计量。油品流量检测方法主要有差压法及超声波法。本文介绍了一种外夹式超声波流量计的检测原理、组成、安装及在国内兰郑长成品油管道上的应用。该流量计的成功应用,提高了油品流量检测水平,有利于成品油输油管线安全、平稳、高效运行。     

动态补偿在冲板流量计中的应用

为提高冲板流量计的测量精度,对冲板流量计的测量特性进行了实验分析。在实验数据的基础上,辨识出该冲板流量计的传递函数,建立了冲板流量计的数学模型。在进行了模拟可行性研究后,设计出了针对该冲板流量计的动态补偿函数。用simulink工具箱构造了三种不同的冲击信号,通过动态补偿,理想的稳态连续物料、单个物料、间断性物料的流量测量精度均得到了提高,因此,该方法对提高冲板流量计的测量精度是十分有效的。     

提高超声波流量计量精度的方法

时差法超声波流量计通过检测换能器发射和接收的超声波信号的传播时间信号,实现流量的计量。超声波换能器的谐振频率及超声波信号传播过程中相位和幅值的变化等因素,会影响对超声波信号到达时间的准确计量,从而影响流量测量的精度。准确计量超声波信号的到达时刻是提升时差法超生波流量计的计量精度的关键之一。针对换能器发射和接收超声波信号的处理和获取电路进行了设计和分析,得出了实验结果和实验数据,对实验结果给出了实验分析和结论,并通过软件算法给出了进一步提高测量精度的方法。     

电磁流量计在分流支管中的应用

为解决目前国内电磁流量计无法同时满足高温、高压、耐腐蚀、大通径流量测量的难题,提出了利用小口径电磁流量计,通过测量分流支管中的流体流量,达到替代大口径电磁流量计测量大流量的目的。中还提出了延长电磁流量计使用寿命的措施。     

基于超声波时差法的管道流量测定仪设计

煤矿现有抽采管道使用传统瓦斯流量计存在易产生堵塞故障等问题,基于超声波时差法的流量计测量精度高、测量结果重复性好,但不适用于瓦斯抽采管道流量测量,并且需要单独设计超声波驱动电路和信号处理电路,实现难度较大。针对煤矿瓦斯抽采管道的特点,设计了一种基于超声波时差法的管道流量测定仪。在固定的传播距离下,超声波换能器发出的超声波在流体中的传播时间与气体的流速呈函数关系,而流速与管道截面积的乘积即为流量,从而间接得到管道气体流量。该管道流量测定仪以低功耗微处理器STM32F103为核心控制元件,在时间数字转换芯片MAX35104内部通过自动差分飞行时间测量法计算超声波顺逆流传播时间,根据传播时间计算气体流速、瞬时流量和累计流量。测试结果表明,基于超声波时差法的管道流量测定仪的最大绝对误差为0.15 m/s,最大重复性误差为0.17%,符合JJG 1030—2007《超声流量计检定规程》中2级精度要求,同时也满足MT 448—2008《矿用风速传感器》中对超声波式风速传感器基本误差的要求。