戶用超聲波水表的研究與設計.pdf

1、隨著階梯水價政策的實施，一個以水表計量性能提升、無線網(wǎng)絡接入和融入互聯(lián)網(wǎng)應用為標志的“互聯(lián)網(wǎng)+智能水表2.0”時代已經(jīng)到來。超聲波水表無機械運動部件、壓力損失小、始動流量低、誤差特性曲線可修正，而且可實現(xiàn)數(shù)據(jù)遠傳，具備下一代智能水表的基本特征和功能。研究超聲波水表，不僅可以推動階梯水價制度的建立，而且可以實現(xiàn)智能水表的轉型升級，對我國水表產(chǎn)業(yè)的發(fā)展具有重要意義。
　　針對時差法接收到超聲波信號的時刻難以精確捕獲，小流速的流量計量精

2、度低等問題，本文設計了一種相差法超聲波水表，可以實現(xiàn)家庭用水的精確計量。根據(jù)超聲波在水中的傳播速度和溫度的對應關系實現(xiàn)水溫的檢測。然后針對相差法測得的流量值隨溫度呈非線性變化的問題，提出了基于最小二乘曲面擬合的溫度補償算法。主要研究內(nèi)容如下：
　　1.在分析和比較幾種常用的超聲波流量檢測方法的基礎上，采用相差法檢測流量。通過對相位比較結果累加積分，不僅可以實現(xiàn)微小流量的檢測，還可以減小干擾信號的影響。針對流速檢測過程中采集到的數(shù)據(jù)

3、波動大的問題，采用限幅濾波、算術平均值濾波和滑動平均值濾波相結合的復合濾波算法來對采集的數(shù)據(jù)進行處理，改善了流速檢測結果的穩(wěn)定性。
　　2．針對流量值隨溫度呈非線性變化這一問題，進一步研究對檢測流量進行溫度補償?shù)姆椒ā２捎脵z測超聲波在水中的傳播速度推算出溫度、而非常規(guī)的溫度傳感器檢測溫度的方法。實驗表明，溫度檢測檢測誤差在±2℃以內(nèi)，并且降低了儀表的成本。
　　3.提出了基于最小二乘曲面擬合的溫度補償算法，根據(jù)溫度和流量擬合