时差法超声波流量计在大型渠道水文测量中的应用

时差法超声波流量计因具有多功能性、精度高、简单易用、非侵入式安装等优点,在水文测量中被广泛应用。在大型渠道的水文流量监测中,时差法超声波流量计可以提供高精度的流量测量结果。针对应用实践中可能产生的波动误差,提出波动误差校正方法,并设计了时差法超声波流量计的应用方案,并将其与常规方法进行了比较。结果表明,时差法超声波流量计符合现行标准且效率更高,效果更好,有一定的应用和推广价值。

基于时差法的双声道超声波水流量计

针对中小管径单声道超声波流量计由于声道少而易受流场分布不均匀的影响,提出了一种基于时差法的双声道超声波水流量计。流量计的硬件系统由STM32L431低功耗模块、高精度计时模块TDC-GP22等组成。根据双声道管段结构,提出了基于卡尔曼滤波算法的数据融合方法,将两个声道的测量数据融合并完成滤波处理,提高了流量计的测量精度。实验测试表明,流量计测量误差在2.5%以内,卡尔曼融合滤波算法可以有效提高流量计测量精度。

基于时差法的超声波流量计在矿井中的应用

本文基于时差法,以超声波流量计为研究对象,通过仿真与理论相结合的方式,研究矿井中的超声波流量计在流体中的测量特性。超声波流量计通过超声波在流体中顺流与逆流传播的时间之差求出超声波的传播速度,实现流体流量的测量。本文采用COMSOL多物理场仿真,建立管道模型,定义管道流场内的各项参数,利用求解器计算,通过仿真可以得到管道流体中的声压随时间的变化情况,从而分析超声波在流体中的传播特性,本文研究结果可为后期矿井超声波流量计的研究提供一定的参考价值。

时差法超声波流量计的应用技术

以日本富士电机公司的产品为基础，概要地介绍了时差法超声波流量计的测量原理，较具体地分析了影响其测量精度的主要因素以及对安装场所和被测管道条件的要求。并根据现场应用的经验，提出了正确选择安装场所及换能器安装的原则和措施，以得到较满意的应用效果。

CPLD技术在时差法超声波流量计中的应用

研究了多通道时差法超声波流量计的测量原理,介绍了流量计系统的硬件组成和实现方法,概述了软件功能和软件流程设计。采用CPLD+AVR单片机实现高精度计时、复杂逻辑控制以及采样控制和多机通讯,以提高流量计测量系统的精度和稳定性。

一种时差法超声流量计的设计

研究使用超声波技术实现流量的测量,该技术具有非侵入性、精准度高的优点。设计中采用了AT89系列单片机作为控制核心,利用其定时器和IO口的特点实现了时间测量和信号处理。通过接收超声波传感器发送的脉冲信号,并利用计数器功能计算流过物体的时间和距离,从而得到流量值。选择了高灵敏度的超声波传感器,并设计了放大电路和滤波电路,以确保接收到的信号稳定和准确。通过单片机的计算,对传感器接收到的信号进行实时处理,并输出流量计算结果。通过测量验证,该电缆设计具有较高的测量精度和稳定性。

基于自适应滤波算法的超声波气体流量计

针对超声波气体流量计在使用过程中普遍存在的测量精度不高、稳定性差等问题,提出并实现了基于时差法和新型自适应滤波算法的超声波气体流量计。该流量计硬件部分由STM32F103主控芯片、高精度计时芯片TDC-GP22等组成,保证了系统的计量精度;软件部分采用了一种改进型卡尔曼滤波算法,在保证滤波效果的同时有效提高响应速率,并且将其与算术平均滤波相结合,根据流体渡越时间差的变化率提出了新型自适应数据滤波算法。通过实验对比发现,该新型滤波算法有效降低了系统的测量误差,在0.25~40 m^(3)/h流量范围内,系统的最大测量误差为1.08%,满足1.5级精度标准,同时使得系统零漂减小为原来的一半,大大提高了系统的稳定性,满足了实际工程应用的需要。

二层测速方式超声波时差法测流参数自率定方法研究

为解决超声波时差法比测率定的难题,采用二层测速方式构建基于垂向流速分布的河流断面水平层流速与断面平均流速的转换数学模型,通过二个水平层流速的信息提取与流速分布模型参数识别,获取河流断面流速分布特征,进而完成流量计算参数的率定,实现水平层流速与断面平均流速的转换计算。通过湘潭水文站实例验证,水平层流速与断面平均流速转换模型计算的流量成果精度能够满足流量测验精度要求。

基于超声波时差法的管道流量测定仪设计

煤矿现有抽采管道使用传统瓦斯流量计存在易产生堵塞故障等问题,基于超声波时差法的流量计测量精度高、测量结果重复性好,但不适用于瓦斯抽采管道流量测量,并且需要单独设计超声波驱动电路和信号处理电路,实现难度较大。针对煤矿瓦斯抽采管道的特点,设计了一种基于超声波时差法的管道流量测定仪。在固定的传播距离下,超声波换能器发出的超声波在流体中的传播时间与气体的流速呈函数关系,而流速与管道截面积的乘积即为流量,从而间接得到管道气体流量。该管道流量测定仪以低功耗微处理器STM32F103为核心控制元件,在时间数字转换芯片MAX35104内部通过自动差分飞行时间测量法计算超声波顺逆流传播时间,根据传播时间计算气体流速、瞬时流量和累计流量。测试结果表明,基于超声波时差法的管道流量测定仪的最大绝对误差为0.15 m/s,最大重复性误差为0.17%,符合JJG 1030—2007《超声流量计检定规程》中2级精度要求,同时也满足MT 448—2008《矿用风速传感器》中对超声波式风速传感器基本误差的要求。

基于时差法和TDC-GP2的超声波流量测量方法

时差法超声波流量计是通过测量超声波在流体中的顺逆流传播时间差值而计算出流量值的,故传播时间差值的高精度测量是流量测量系统的关键。为了提高时间测量的精度,文中选用了TDC-GP2高精度时间测量芯片。该文详细介绍了基于TDC-GP2芯片的时差法超声波流量测量原理以及相应硬件测量电路的具体实现方法。经实验验证,用本方法测量流量其测量精度和分辨率均较高,有望推广应用。

时差法超声波流量计的研究

研究了时差法超声波流量计的测量原理及多声路测量原理，分析了实现高精度测量的设计方法；介绍了流量计系统的硬件组成原理和实现方法，以及软件功能和软件流程设计；采用高性能的复杂可编程逻辑器件（CPLD）代替分立器件实现高精度计时和复杂的逻辑控制，以提高系统的稳定性和可靠性；利用超声波信号的自动增益控制（AGC）和逻辑分析实现高精度测量；通过软件和硬件方法实现传播时间范围控制和可靠性检验。实验结果及精度分析表明，本文研制的超声波流量计达到了设计要求。

新型时差法超声波流量计

结合时差法超声波流量计的基本原理,提出了一种多脉冲法的设计方案。选用了时间数字转换芯片TDC-GP2、MSP430F155单片机和ispLSI1032 CPLD等芯片,介绍了时差法超声波流量计的测量原理,阐述了测量系统的组成及软硬件设计,详细分析了ispLSI1032内部各组成模块和设计原理;得到了较好的实验结果,测量结果波动的峰峰值不超过2 ns,2 s内可以跟上流速变化,精度高于1%。

超声波流量计中相关时差法的应用

介绍了一种基于互相关理论的时差法超声波流量测量算法。系统采用时差法声道布置,采集流体静止和有流速状态下的两组回波信号,通过计算相关函数的峰值得到两回波信号时间差,间接得出流量,提高了时差法渡越时间获取的精度。极性相关算法的引入,大大提高了系统运算速度,提高了实时性。采用伪随机信号作为超声激励信号,克服了算法测量范围小的缺陷,更可提高系统精度。实验表明该系统测量精度高,实时性好。

时差法超声波流量计误差分析与研究

在检测液压系统故障时,利用时差法超声波流量计检测流量已经得到广泛使用,该文针对超声波流量计在使用中可能出现的误差进行分析并提出修正方案,进一步提高时差法超声波流量计在液压系统故障检测中的准确应用。

时差法超声波流量计的几点改进

介绍了时差法超声波流量计的测量原理和硬件构成;采用高性能的ispLSI(在系统可编程大规模芯片)代替分立器件实现了计数器功能和复杂的逻辑控制,简化了系统的设计,提高了系统的稳定性和可靠性;使用锁相环(PLL)和压控振荡器(VCO),实现了高精度的时间测量;利用对数放大电路、延迟窗口和脉宽检测等技术,进一步提高了系统可靠性.扩大了系统的测量口经范围.

结构参数对时差法超声波流量计性能的影响研究

分析时差法超声波流量计的测量原理,采用Fluent软件对水流特性进行数值模拟,分析管内流体流场分布规律;探讨不同结构参数(流体流入角度、管道长度、管道直径)对流量计性能的影响规律。模拟结果与实际相符,对流量计结构的优化设计具有一定的指导意义。

时差法在超声波气体流量计中的应用研究

为了提高小管径煤矿瓦斯抽采管道的气体流量测量精度,基于时差法测量原理设计了超声波气体流量计,采用一对40 kHz的收发一体式超声波换能器作为发射和接收元件。以74HC00与非门设计的推挽式超声波驱动电路实现了低压驱动超声波换能器,并用集成红外遥控接收芯片CX20106A和单稳态触发器4013构成了信号调理电路,实现了对固定波形的稳定检测。利用高精度的时间数字转换芯片TDC-GP21作为计时芯片,实现了极低风速的测量。实验测试表明:设计的硬件电路具有良好的性能,测量风速分辨力可以达到0.1 m/s,提高了气体流量的测量精度。

一种时差式超声波流量计及其简化算法

针对时差法超声波流量计时间测量精度高、运算量大的特点,设计了一种结合可编程逻辑器件(FPGA)、数字信号处理器(DSP)和单片机的超声波流量计系统。系统的硬件时序由FPGA控制,确保时序准确,软件利用滑动窗口接收技术,提取有用测量信号,减少了需要处理的数据并增强了抗干扰能力,最后对相关算法进行简化,大大加快了测量速度。通过Matlab仿真比较及实验测试,证明该方案可行。

时差法超声波流量测量技术研究现状与应用

流量作为过程控制和工业生产中必不可少的参数,对现代社会的生产生活起着非常重要的作用。超声波测量技术以其非接触、易安装、无机械活动部件和量程大的特点在流量测量中得到了广泛应用。文章通过研究超声波流量计的技术资料,对流量计的测量原理以及时差法超声波流量计的电路结构进行了详细说明,然后主要综述了传播时间测量方法、回波检测技术等内容,比较系统地阐述了时差法超声波流量计的发展现状与技术重点。最后对超声波流量计的功能特点进行总结,给出了未来的发展方向。

基于MSP430F147的时差法超声波流量测量系统的研究

结合时差法超声波流量测量原理,研究了一种基于超低功耗16位单片机MSP430F147的时差法超声波流量测量系统。首先介绍了时差法超声波流量测量的基本原理,然后着重讨论了超声波流量测量系统的硬件组成,最后简要介绍了该系统的软件设计。实践表明,该流量测量系统具有功耗低、功能较齐全、可靠性强等特点。