【摘 要】
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工业生产中往往需要对生产用水或污水进行流量的测量,以便对生产过程进行数据监控和生产操作。生产中被测流体在管道内通常含有较丰富的悬浮颗粒或气泡,在管道两相流体流量的测量仪表中,超声波多普勒流量计以其测量精确度高,测量速率快,与被测介质不接触的特性受到了广泛关注。然而,就目前超声波多普勒流量计的研究水平来看,仍需要进行进一步的研究。与此同时,对于管道流体的流速分布不均引起的流量测量误差问题,目前还没有
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工业生产中往往需要对生产用水或污水进行流量的测量,以便对生产过程进行数据监控和生产操作。生产中被测流体在管道内通常含有较丰富的悬浮颗粒或气泡,在管道两相流体流量的测量仪表中,超声波多普勒流量计以其测量精确度高,测量速率快,与被测介质不接触的特性受到了广泛关注。然而,就目前超声波多普勒流量计的研究水平来看,仍需要进行进一步的研究。与此同时,对于管道流体的流速分布不均引起的流量测量误差问题,目前还没有全面的研究和非常有效的解决办法。因此,本文就管道两相流的流速分布不均问题提出了分区域流速测量的方法,采用双声道的流量测量方式,减小由管道流体流速分布不均引起的测量误差。本文设计了双声道超声波多普勒流量测量系统,将多普勒原理和管道流体流速分布规律结合,提出了双声道测量的流量计算数学模型。系统硬件结构以TMS320F2812为核心,辅以超声波信号发射驱动、超声波信号接收和处理,以及显示、存储等模块,实现了超声波信号发射、接收、滤波、混频等功能;系统软件设计以数字信号处理技术为核心,采用快速傅里叶变换算法在频域上对多普勒信号进行功率谱分析,并采用数字滤波技术对数据进行处理,得到更准确的信号频偏值。本文还利用Multisim和Matlab进行系统硬件和软件系统的仿真并调试,搭建流量测量实验平台对设计的流量计进行实验,结果证明本课题的设计方案达到了流体流量计测量误差低于2%的工业测量要求,提高了超声波多普勒流量计的测量精度。
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