一種小管徑超聲波流量計(jì)的設(shè)計(jì).pdf

1、碩士學(xué)位論文一種小管徑超聲波流量計(jì)的設(shè)計(jì)ADesignofUltrasonicFlowmeterforSmallDiameter學(xué)21009028完成日期：201353大連理工大學(xué)DalianUniversityofTechnology大連理工大學(xué)碩士學(xué)位論文摘要流量測量在現(xiàn)代社會(huì)的工業(yè)生產(chǎn)以及日常生活中占據(jù)著越來越重要的地位，其應(yīng)用領(lǐng)域非常廣泛，測量方法也多種多樣。超聲波流量計(jì)作為新興的流量測量方法，具有非接觸式測量和受管道尺寸影響較

2、小等顯著優(yōu)點(diǎn)，引發(fā)了全世界眾多科研工作者和企業(yè)的研究熱潮。目前國內(nèi)外對超聲波流量計(jì)研究和應(yīng)用已經(jīng)取得較大進(jìn)展，尤其對中等尺寸管徑的流量測量領(lǐng)域的應(yīng)用目趨成熟，適用于不同氣體、液體的超聲波流量計(jì)相繼問世，具有很高的精度和穩(wěn)定性。目前，針對大管徑和小管徑超聲波流量計(jì)的研究和應(yīng)用仍不成熟，未能實(shí)現(xiàn)人范圍的應(yīng)用，仍需進(jìn)一步提高超聲波流量計(jì)的測量精度和穩(wěn)定性。本文基于小管徑超聲波流量計(jì)流量測量的特點(diǎn)，選擇了冗型測量方法，分析了／1；型法超聲波流量

3、測量的流速修正方法，設(shè)計(jì)了一種基于STM32F103單片機(jī)為主控制核心的小管徑超聲波流量計(jì)系統(tǒng)。本超聲波流量計(jì)系統(tǒng)主要采用四個(gè)方面改進(jìn)措施。首先在硬件濾波方面，設(shè)計(jì)了以AD8228儀表放大器為前置放大器，OP37高精度運(yùn)算放大器為核心的帶通濾波放大器以及AD603程控放大器構(gòu)成的三級(jí)超聲波接收放大電路，得到信號(hào)峰值在08V左右，噪聲為10mV左右的高信噪比超聲波接收信號(hào)；其次在計(jì)時(shí)分辨率方面，采用德國ACAM公司高精度時(shí)間數(shù)字轉(zhuǎn)換芯片T

4、DCGP21作為高精度計(jì)時(shí)模塊，其最高計(jì)時(shí)分辨率可達(dá)22ps；然后在檢測邏輯方面，通過引入動(dòng)態(tài)閾值的方法檢測接收超聲波信號(hào)第～次達(dá)到包絡(luò)峰值時(shí)的對應(yīng)周期的過零點(diǎn)，減小噪聲對檢測精度的影響；最后在數(shù)字濾波方面，通過MATLAB軟件仿真了以‘db67函數(shù)為小波母函數(shù)、對超聲波傳播時(shí)間信號(hào)進(jìn)行多尺度和不同層次的小波分解，從中區(qū)分有效信號(hào)和噪聲信號(hào)，進(jìn)一步采用小波閾值降噪方法對超聲波傳播時(shí)間信號(hào)進(jìn)行濾波處理，得到了很好的濾波效果。本課題以上述內(nèi)