低功耗气体超声流量计的研制
气体超声流量计作为一种新型流量计在近几十年得到了快速发展，具有非接触性、压损小、量程比宽、对被测气体自身属性无特殊要求等特点。目前，大、中管径的气体超声流量计已被广泛应用在天然气、石油气等的贸易结算当中。 本文在前人对超声流量计的研究基础上，基于时差法对中低压气体环境下的超声流量计做了深入研究。首先，针对在测流过程中超声波易受到外界温度、压力的影响而发生传播速度变化及信号在电子线路中存在延时时间等导致测量精度受到影响的情况，提出了自动补偿的时差测量算法，抵消了外界温度、压力等环境因素对超声波传播时间的影响，并完成了相应的程序设计；其次，在一次仪表的设计与安装中，采用Z型安装法将换能器嵌入管道壁中，仪表管道部分无内置部件，压力损失小；再次，信号处理采用多级放大与带通滤波器相结合的方式，实现了对微弱信号的采集与放大的功能，放大后的超声波信号通过阈值法做滤波处理，并利用软件算法对采集到的时间数据做中值滤波处理；最后，仪表软硬件的设计均采用模块化的方法，遵循低功耗思想，硬件驱动上采用低电压脉冲激励换能器，硬件接收电路中采用间歇式单电源供电，降低了功耗。 完成样机制作并调试成功后，采用标准表法对样机进行流量实验以检测其精度等级及稳定性，最后对得到的实验数据做不确定性分析，给出了扩展不确定度。实验结果表明，样机运行稳定，各项参数满足设计要求。
气体超声流量计;时差法;中低压;信号处理;低功耗
中国计量大学
硕士
仪器仪表工程
赵伟国;章圣意
2017
中文
TH814
2019-04-30（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）