基于超声波多普勒效应的管道流速测量的研究

时差法作为一种传统的测流原理,由于存在安装难度大、机械制造精度要求高和时间截取准确度要求高等因素,造成时差法测流存在一些不确定性,可能无法实时准确地反映水层的瞬时流速。针对上述问题,运用超声波多普勒效应,即水层与流速仪存在相对运动时,声波的反射信号将产生相应的多普勒频偏,研究并设计了一套完整的以STM32F407VGT6为核心处理芯片的超声波发射电路和微弱超声波信号接收处理电路,介绍了基于复调制的Zoom FFT的基本原理,同时成功地运用到了管道流速测量的算法当中,并取得了良好的测试效果。

单波束声学多普勒流速仪设计

随着现代科技的发展,声学多普勒原理在高科技电子测量设备中得到广泛应用。利用声学多普勒原理进行测速具有测量范围大、测量数据准确、对流场影响小和可用于极低流速测量等特点。在单探头声学多普勒流速仪中,设计一套完整的以STM32F407为核心处理芯片,以及超声波发射电路和小信号超声波接收电路。但是水声环境相当复杂,在高干扰情况下测量结果和真实值存在较大误差。利用卡尔曼滤波技术对流速仪测量的数据进行实时的滤波处理,并且添加自相关算法提高实验数据精确度,进一步优化实验结果。在自然环境下的小河中实验,滤波效果令人满意。