多普勒超聲波流量計的探討 十七
超聲波流量計在沿管道軸線相距L的截面上安裝兩對超聲波探頭(即上游探頭和下游探頭),工作時上、下游探頭同時向被測流體發射一定幅度的能量束,當被測流體在管道內流動時,流動噪聲調制上、下游探頭發出的能量束,上游的接收探頭檢測到引起調制作用的隨機信號X(t),下游的接收探頭檢測到引起調制作用的隨機信號Y(0,由相關理論可計算出這兩個信號的互相關函數R。(f)的值,該函數峰值位置所對應的時間位移t就是隨機信號在該系統中的傳遞時間(即流體的流動時間)。因此信號在該系統中的傳播速度US可以按下式計算:US=L/T。其中,L為上、下游探頭的距離。
1.4主要工作
本文在查閱國外流量計產品基本性能以及分析超聲波流量計基本原理和項目指標的基礎上,確立了系統基于多普勒效應法,以DSP為信號處理核心,以FPGA器件為控制核心,并采用快速傅立葉變換算法(FFT)來計算流速的方案。
完成超聲波流量計的整體方案設計,包括采用的測量原理、測量算法、硬件方案、軟件方案。
硬件方面完成硬件整體方案的設計、器件的選型,接口設計。軟件方面完成流量測量的數字信號處理的程序設計以及數字邏輯時序的設計用MATLAB、Simulator、CosmosScope等軟件對關鍵的算法進行設計仿真。
超聲波流量計