多普勒超聲波流量計(jì)的探討 九十二
超聲波流量計(jì)是流量測(cè)量最有發(fā)展前途的三種途徑之一,但當(dāng)前國內(nèi)外的研究主要集中于時(shí)差法,工業(yè)管道用超聲多普勒流量計(jì)的性能普遍不高,無
、論是理論方法還是技術(shù)實(shí)現(xiàn)手段均停留在20世紀(jì)90年代初期的水平,存在不能判斷流速方向、低流速測(cè)量困難、動(dòng)態(tài)響應(yīng)速度慢、實(shí)時(shí)性差等缺點(diǎn)。以超聲多普勒管道流量測(cè)量的方法、系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)和產(chǎn)品化為研究對(duì)象,首先分析歸納了管道流體的速度分布規(guī)律、厚度伸縮振動(dòng)模式壓電換能器的等效電路以及超聲波在管道和流體中的傳播規(guī)律,為超聲多普勒探頭的設(shè)計(jì)、管道截面平均流速的估計(jì)等提供了理論依據(jù)。在理論方面,研究將超聲多普勒信號(hào)解調(diào)到一個(gè)中頻基準(zhǔn),建立了一種新的超聲多普勒管道流量測(cè)量方法,該方法主要有三個(gè)方面的優(yōu)點(diǎn):(1)能判斷流速的方向;(2)解決了低流速測(cè)量難題;(3)提高了流速測(cè)量尤其是低流速測(cè)量的動(dòng)態(tài)響應(yīng)速度、實(shí)時(shí)性以及穩(wěn)定性。在此基礎(chǔ)上,對(duì)選定窄帶內(nèi)的多普勒信號(hào)進(jìn)行高精度頻譜估計(jì),并提出一種閾值抽取譜峰搜索方法估計(jì)管道中心線上的最大流速,該方法運(yùn)算量小、穩(wěn)定性好,并能修正多普勒譜峰低頻偏移的影響。
超聲波流量計(jì)