试验流量测量方法

试验流量测量方法

作者：时春华， 史春雨

作者单位：(中国航空动力控制系统研究所江苏无锡214063)

1.学位论文吴小玲基于小波变换的超声多普勒信号处理的仿真研究2007

超声多普勒流量计因其是无伤测量而备受推崇，但是由于受到超声换能器指向性、声波在声场中的吸收衰减情况、声束中具有某种速度的粒子数量及传输过程中带来的噪声干扰等，使得回波信号中的超声多普勒频移值难以精确提取。本文采用了小波谱法对回波信号进行处理，不仅能获得更精确的多普勒频移值，确定流体流速，还可以判定流体的流向，是一项非常有实用价值的研究课题。 同时本文也介绍了目前国外比较先进的平移平方放大法，通过两种方法的比较，体现了小波谱法无论是在软件设计还是在硬件设计方面的优越性。 文中首先建立多普勒信号的理论模型，通过计算机得到仿真多普勒回波信号。然后对平移平方放大法的原理进行了详细的推导，并利用仿真的多普勒信号，对平移平方法在双频超声多普勒流量计中的应用进行仿真。之后本文对小波谱法进行重点探讨，由小波变换和能量守恒的性质定义出小波谱，结合傅氏谱和小波变换的优点推导出小波谱的性质

，利用小波谱的性质和多普勒回波信号的特点，引入基准信号，提取多普勒回波信号的频移值，这种提取多普勒频偏信号的的方法就是小波谱法。小波谱法中基准信号的引入不仅解决了多普勒频谱峰值与小波谱峰值的矛盾，还能够判定流体流动方向，是流量测量中的一种技术突破。 在仿真多普勒回波信号和提取多普勒频移值的过程中，本文是利用MATLAB软件进行计算机模拟实验的。通过对双频超声多普勒流量计的平移平方放大法和小波谱法仿真结果的比较，证实了小波谱对多普勒回波信号进行处理的优势和实用性。

2.期刊论文王铭学.王文海.田文军.方炯.WANG Ming-xue.WANG Wen-hai.TIAN Wen-jun.FANG Jiong数字式超声波

气体流量计的信号处理及改进-传感技术学报2008,21(6)

利用超声波测量气体流量具有非接触、安全、精确度高等优点.介绍了基于DSP的超声波气体流量计的工作原理及硬件设计框架;针对其接收信号弱、工作环境噪声强的特点采用相关法分析,并分别从时域和频域阐述了相关法的原理和算法;在保证精度的前提下提出了算法改进措施以提高其实时性,并给出了板上调试的具体实例;首次提出利用回波法求基准波的方法;针对不同系统的要求提出了三种提高精度的措施.以上方法成功应用于仪表设计中.

3.学位论文何卫民基于傅里叶变换的科氏流量计输出信号处理1996

该文着重研究科氏流量计的输出信号处理方法.根据科氏流量计输出信号的具体特性,提出了基于傅里变换的数字处理方法,解决了目前采用模拟方法的储多局限性,实现了对各种噪声干扰的有效抑制和相差的高分辨率测量,还能有效跟踪和测量频率、密度的变化,提出了傅里叶变换中实现整周期采样的软件方法.并通过仿真和电路模拟实验验证了该文方法的正确性.

4.学位论文李永三基于小波变换的流体振荡原理流量计数字信号处理方法与系统2003

该文采用小波变换的方法处理基于流体振荡原理的流量传感器信号,准确计算其频率.用数字信号处理器和可编程逻辑器件研制流量计数字信号处理系统.该系统硬件包括数字信号处理器芯片、前向输入通道、液晶显示器、模拟量输出部分、键盘输入部分、保护电路部分和逻辑控制部分.该系统的软件主要包括监控程序、中断服务程序、计算程序和显示程序等.整套软件由C语言编写,可读性和可移植性强.该系统能实时处理信号,并保证测量精度.

5.学位论文王俭电磁流量计低频正弦波励磁方法的研究2006

电磁流量计是基于法拉第电磁感应定律的速度式流量计。电磁流量计的励磁方式很多，也各有各的优缺点。目前，国内外厂家普遍采用低频矩形波励磁方式，但正弦波励磁方式也有应用。然而在正弦波励磁方式下，电磁感应产生的微分干扰(又称为变压器效应)，其干扰幅值与频率成正比，相位比流量信号滞后900，而且实际中一般又远远大于流量信号，所以如何克服微分干扰电势的影响是正弦波励磁技术的主要难题。现有的正弦波励磁下的抗干扰技术复杂且并不可靠，难以保证流量计的零点稳定性和精度，这也正是正弦波励磁技术退出主流行列的原因。 针对这一情况，为提高正弦波励磁下的抗干扰技术，提高仪表性能，作者采用了新型的信号处理方法，即把线圈内的励磁电流信号与两电极输出的流量信号相乘，所得乘积的直流成分和流量呈正比。采用这样的处理手段，在任何流速下(包括零点)，微分干扰与励磁电流信号相乘后都会被作为交流量滤去，它将不再影响测量结果，这就减小了微分干扰的影响，提高了流量计零点稳定性和测量准确度。 本文基于以上的认识，研制了基于低频正弦波的励磁方式的电磁流量计样机。具体进行了以下工作： (1)通过查阅国内外相关文献，详细了解电磁流量计的基本原理、发展历史及现状的基础上提出了正弦波励磁方式下的新型的信号处理方法； (2)把作者设计的信号处理方法在电路上得以实现，研制了采用低频正弦波作为励磁方式的基于MSP430单片机的电磁流量计样机； (3)对低频正弦波励磁方式进行了试验比较，通过低频正弦波励磁方式的不同励磁频率之间和不同采样方式之间的瞬时流量和累计流量的对比，研究并验证了低频正弦波励磁方式的优越性。

6.会议论文陈先中基于标记分子法的大管径气体流量的测量

介绍了一种基于标记分子法的新型电离式气体流量计.该流量计通过测量气体若干点的流速反映总体气体的流量.设计了微弱电流信号处理的硬件模拟电路;分析和计算了影响测量精度的硬件电路时间延迟;实现了在恶劣环境下大管径气体流量的准确测量.

7.学位论文丁立申微流量智能电磁流量计的研制1999

该文首先对电磁流量计的基本理论进行了介绍,并在此基础上,着重对微流量的情况进行了研究.由此,对于变送器在结构上采用了新的设计方案-等效截面设计法,并通过对此种情况下电磁流量计权重函数的分析计算,在理论上证实了其感应电势信号与流速呈线性关系.并且等效截面设计法使检测信号得到改善,比较适合于微流量测量的场合.通过对变送器的压力损失进行计算,结果表明在此种情况下的压力损失是可以接收的.作者通过对几种信号处理方法进行分析比较,选择较佳的基线控制法作为信号处理方法,使信号漂移得到很大改善,同时提高了仪表的动态响应速度.由于围绕单片机技术为核心展开设计,通过硬件和软件的设计来实现仪表的智能化,因而使仪表具有强大的功能-多种计量方式、多量程切换、完善的人机操作界面、仪表空管检测等功能.此外,根据流量计标定规程,对样机进行了实液标定,通过对所得数据的分析,证实仪表达到了较好的测量精度和多种智能化功能,证实了对微流量智能电磁流量计的研制是成功的.据有关专家认为,仪表的强大功能(智能化)已接近国际先进水平.

8.期刊论文张涛.蒲诚.赵宇洋传播时间法超声流量计信号处理技术进展述评-化工自动化及仪表2009,36(4)

主要从信号处理的角度,回顾了传播时间法超声流量计近五十年来的技术进展,分别评述了时差法、相差法和频差法中经典的检测技术,重点介绍了近年出现的一些新颖测量方法.这些新方法既有基于先进微电子工艺的测时,也有从雷达系统借鉴而来的脉冲压缩技术,还有利用时相域分析的信号处理方法等.最后预测了超声流量计的发展趋势.

9.期刊论文仝猛.陈明.黄平云.任萍.梁彦.范东远.陈秋Coriolis质量流量计中的相位差检测方法研究-测控技术

2001,20(1)

Coriolis质量流量计是一种高精度、适应范围很广的流量计，通过检测管子上两路振动信号的相位差，就可计算出流经管道的质量流量。分析了互相关滤波对相位的影响规律，采用Mathematica3.0仿真分析了互相关滤波提高相位差检测精度的效果。提出了采用互相关滤波技术和傅立叶变换提高信号信噪比和相位检测精度的方法。

10.期刊论文徐科军.姜汉科.苏建徽.陈荣保科氏流量计信号处理中频率跟踪方法的研究-计量学报1999,20(4)