基于TDC-GP22的超声波渡越时间测量方法研究

介绍了采用TDC-GP22用于超声波气体流量计信号接收和渡越时间(TOF)检测的实现方法。针对超声波信号接收电路,设计了带通滤波放大电路进行噪声抑制和放大处理,采用高速模数转换器(ADC)和数字电位器设计了增益控制电路,实现了对超声波接收信号的自动增益控制(AGC);针对超声波渡越时间检测,设计了阈值比较电路和高精度TDC-GP22时间检测电路。利用噪声阈值门限对TDC-GP22进行动态使能,避免了噪声引起的误检测。在音速喷嘴气体流量标准装置上进行了流量标定试验,试验结果证明了本测量系统具有良好的测量精度和测量稳定性。     

气体超声流量计回波信号的自适应阈值法研究

时差法超声波流量计常采用双阈值法确定特征点,测量到达特征点时间,从而计算渡越时间。相比于单阈值法,双阈值法一定程度上提高了流量计的准确性,然而超声回波信号在传播时易受到温度、压力以及换能器特性的影响,导致双阈值法在一定工况下特征点产生错误判断。针对此问题,本文提出了一种自适应的双阈值方法并设计硬件电路。该方法可在较低的采样频率下获得回波信号各个波峰幅值,实时更新第一阈值,判断特征点是否一致并进行自动补偿,从而提高渡越时间的测量精度。最终实验结果表明,与传统双阈值法相比该方法具有较好的适应性和计量特性。     

气体超声波流量计

本文简要介绍了气体超声波流量计的基本原理，技术特点及国内外生产、销售情况。     

基于TDC-GP22的超声波流量计设计

为了进一步提高超声波流量计的精度和稳定性,在时差法测量原理的基础上,推导了新的测量公式,该公式可以消除由温度引起的流速非线性误差.此外,利用TDC-GP22最新的第一波检测功能,可以判断超声波信号质量,排除由于扰流或气泡造成的测量误差.最后,对于由管道造成的非线性误差需要在出厂时用3K系数法进行标定.通过以上改进研制的新型流量计,实验结果证明其获得了良好的测量结果.     

超声波气体流量计的研制

本文介绍了一种新型超声波气体流量计的研制。利用超声波检测流量原理,针对超声波在气体流体中衰减极大的问题,结合单片机技术和高频电路设计技术,设计了一种全新的脉冲串发射电路,能极大的改善接收波形,提高测量的精度和抗干扰能力。它采用分离式设计,显示模块提供了多种标准输入输出接口,亦可作为单独使用的仪表。     

应用TDC-GP2设计的超声波气体流量计

介绍了应用德国ACAM公司设计的时间转换芯片TDC-GP2开发的超声波气体流量计,流量计具备低功耗、高精度等优势.     

新型超声波气体流量计

介绍了一种高精度、高抗干扰性、价格低廉、操作简便的超声波气体流量计.通过测量超声波脉冲沿顺、逆流两个方向上声波传播时间不同来测量气体的流速和流量的新技术.本设计使用高精度数字计时电路,计时精度达到皮秒级.     

基于DSP的超声波流量计数据采集系统设计

针对在超声波流量计中,基于单片机的时差法检测不能有效地处理含有较大噪声的接收信号,以及计数检测不够精确的问题,提出了一套以DSP为独立控制和处理单元的超声波信号收发控制和测量系统。实验结果表明,通过此方法,可以有效地实现数据采集和控制功能,并且简化了电路,为之后DSP完成滤波和精确测量等任务奠定了基础。     

提高超声波气体流量计精度的整流装置研究

当均速管流量传感器安装在弯头下游时,由于流体流动为非充分发展湍流,增加了放大器流量检测的误差。为提高仪表检测精度,提出了在超声波气体流量计前端一定距离安装整流装置改善气态分布均匀性,减少超声波测量误差的方法。采用理论计算分析和实际试验相结合的方法,基于传统整流装置,设计了改进型整流装置结构。经实验验证,安装改进的装置后,超声波流量计的线性误差减少到0.2%内。     

基于DSP的数字式超声波流量计的设计

通过采用对超声波信号波形进行采样及对所采样的数据进行相关信号处理的数字实现方法,克服了以往在设计超声波流量计时对几个关键电平的依赖,在降低电路设计难度的同时,大大增强了对干扰的抑制能力,有效地提高了流量计的测量精度和稳定性。实验证明:该数字式超声波流量计的精度接近0. 1%,性能稳定,有很好的实用前景。     

基于陶瓷基体铂薄膜电阻热式气体质量流量计设计

提出了一种基于陶瓷基体铂薄膜电阻热式气体质量流量计的设计方法,分析了热式气体流量计的原理,制作了陶瓷铂电阻流量敏感元件,为降低加热功耗,提出了通孔方案.设计了恒温差控制电路和MSP430单片机处理电路,并制作出了实际样机.采用音速喷嘴标定装置对样机进行了标定和测试,该流量计的测量范围500~1 500 kg/h,精度±0. 5%,响应时间2 s,能够满足大工业气体管道流量的测量要求,具有广阔的应用前景.     

基于DSP的新型智能超声波相关流量计

由于多相流中各相流体的动力学特性极其复杂,使得多相流测量一直未得到满意的结果,如果利用互相关原理进行测量就可以解决多相流测量问题;该流量计以TMS320VC5402为核心,由于DSP强大和快速的运算能力,所以能实时准确地计算出渡越时间和流量值,而且抗干扰能力强;大量的测量数据表明,该流量计是一种准确、快速、稳定的流量测量仪器。     

多声道超声气体流量计的电路设计

介绍了一种多声道超声气体流量计的电路设计.在该流量计中,采用时差法测量管路中气体的线平均流速,再利用加权积分的方法求得其面平均流速和流量.针对超声气体流量计的特点,着重讲述了发射电路的设计,以及各个声道之间如何有效的进行切换,同时也对如何准确识别超声信号进行了讨论.     

基于DSP的便携式超声波流量计的设计

TMS320C55X系列是应用于通信与个人消费领域的数字信号处理器(DSP)芯片,它具有功耗小,实时处理能力强等优点;结合复杂可编程逻辑器件(CPLD)技术,介绍了一种基于TMS320VC5509A与μPSD3422共同控制的便携式超声波流量计的设计;流量计采用时差测量法,根据所测得的时差计算出流体的瞬时流量,再通过积分求得累积流量;实验结果证明:该系统稳定,很好地解决了液体流量的测量问题。     

基于微处理器的数字超声波流量计

研究设计了一种以微计算机处理器为核心，根据时差法原理来测量流量的数字超声波流量计，该数字超声波流量计具有测量精度高、测量范围大、工作稳定可靠的特点。具体的实现过程是利用信号相关的数字处理方法计算出超声波在流体中的上行信号和下行信号的时间差，从而可换算出所测量的流量值。实验结果显示，这种数字超声波流量计能达到很高的精度。随着数字处理技术和处理器件的发展，数字超声波流量计将具有越来越大的优势。     

阻抗匹配抑制时差式气体超声波流量计零漂

时差式气体超声波流量计在测量时现会出现零漂过大的问题,导致整体系统计量准确度不高。针对这种情况,提出了一种通过匹配流道中同一探头在发射状态下的输入阻抗和接收状态下的输出阻抗来抑制零漂的方法。利用贴片电容抬高信号激励端的阻抗,使之脱离与地虚短的状态,避免同一探头在发、收状态切换时的电路结构变化。保持探头谐振频率不变,使超声波探头发收电路固有延时在顺、逆流测量时相等。利用互相关法使顺逆流信号中固有延时相互抵消,实验结果表明,阻抗匹配有效抑制了零漂,20℃时零点误差被抑制在0.000 48 m3/h内,符合1.5级气体流量计国家标准。     

基于超声波流量计的流速模拟器设计

为了解决超声波流量计必须在管道以及流体都存在的情况下才可以进行信号链路功能测试的不便性,设计了一种专门针对超声波流量计的流速模拟系统。流速模拟系统以FPGA为核心,实现了对待测超声波流量计发射起始时间点的检测以及模拟回波信号的产生。通过分别测量顺流和逆流两种情况下的渡越时间差,计算被测流体的流速和流量,并进行数据分析,方便快捷地实现了对超声波流量计收发信号链路的功能验证。     

基于NiosII的便携式超声波流量计设计

介绍了便携式超声波流量计的工作原理和系统硬件结构,分析了系统收发电路各个模块的设计,着重介绍了基于FPGA软核NiosII的便携式超声波流量计的数字电路部分设计。试验结果表明,系统工作稳定,能够满足测量精度要求,并且减小了便携式超声波流量计的体积,降低了产品成本。