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超声波流量计误差因素与技术研究进展
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作者 余嘉芸 娄倩男 +2 位作者 丁优婷 王赵正 谷云庆 《计量科学与技术》 2024年第4期50-59,共10页
超声波流量计在测量流量上表现出高精度和瞬时测量的优势,具有显著的应用潜力,对于油气安全存储、低损耗运输和公平结算有着重要意义。针对时差法、频率法、互相关法和多普勒法4种流量计算原理方法,分析了高精度超声波流量计工作机理,... 超声波流量计在测量流量上表现出高精度和瞬时测量的优势,具有显著的应用潜力,对于油气安全存储、低损耗运输和公平结算有着重要意义。针对时差法、频率法、互相关法和多普勒法4种流量计算原理方法,分析了高精度超声波流量计工作机理,并从湍流特质、仪表结构和环境因素3个角度揭示流速和温度对流量测量精度的影响,探讨了仪表几何形状变化对流速场干扰,综述了超声波流量计误差因素和减小误差技术办法,为高精度流量计技术创新提供思路指导。 展开更多
关键词 计量学 超声波 流量计 误差
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基于FPGA的多声路超声波流量计设计与实现 被引量:5
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作者 徐方明 夏洲 +1 位作者 朱浩 刘占果 《水电自动化与大坝监测》 2014年第2期25-27,31,共4页
利用现场可编程门阵列(FPGA)的灵活配置功能及丰富高速的硬件逻辑资源,设计并实现了时差法多声波超声波流量计。介绍了超声波流量计测量原理与方法,给出系统硬件设计方案,包括FPGA内部逻辑设计及外围电路设计,同时给出了超声波换能器发... 利用现场可编程门阵列(FPGA)的灵活配置功能及丰富高速的硬件逻辑资源,设计并实现了时差法多声波超声波流量计。介绍了超声波流量计测量原理与方法,给出系统硬件设计方案,包括FPGA内部逻辑设计及外围电路设计,同时给出了超声波换能器发射、接收电路及收发换能器自动切换电路的原理,完成了主控流程的软件设计,实现了多声路超声波高压脉冲发射、回波信号自动增益控制、传播时间的高速测量等,所研制的多声路超声波流量计具有扩展性好、精度高、测量距离远等特点。 展开更多
关键词 超声波流量计 现场可编程门阵列(FPGA) 自动增益控制 精度高
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超声波流量计在天然气检测中的应用
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作者 黄帆 徐云帆 《计量与测试技术》 2023年第7期81-83,共3页
超声波流量计作为精准测量的仪器,受测量气体与流体等因素的影响较多。通过噪声法、相关法、多普勒法等进行数据收集与统计可知,该流量计能较为精准并根据流体的实际情况进行实时监测。本文立足于超声波流量计的实际发展情况,进一步探... 超声波流量计作为精准测量的仪器,受测量气体与流体等因素的影响较多。通过噪声法、相关法、多普勒法等进行数据收集与统计可知,该流量计能较为精准并根据流体的实际情况进行实时监测。本文立足于超声波流量计的实际发展情况,进一步探索其在天然气检测中的应用。 展开更多
关键词 超声波 流量计 天然气检测
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电压与增益联合调节的超声波流量计研制 被引量:3
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作者 徐方明 朱浩 +1 位作者 闫丽 韩宇琦 《仪表技术与传感器》 CSCD 北大核心 2013年第7期29-31,共3页
超声波流量计作为无阻碍式的流量测量仪器,被广泛应用于供水、石油、化工以及电力等工业场合,超声波换能器驱动电路直接影响着超声波发射功率和接收信号。文中首先介绍了超声波流量计换能器驱动电压和回波信号增益可联合调节的设计方案... 超声波流量计作为无阻碍式的流量测量仪器,被广泛应用于供水、石油、化工以及电力等工业场合,超声波换能器驱动电路直接影响着超声波发射功率和接收信号。文中首先介绍了超声波流量计换能器驱动电压和回波信号增益可联合调节的设计方案,其次描述了该方案实现的硬件电路原理及软件控制流程,最后通过试验证明通过对换能器驱动电压及回波增益的联合调节,超声波流量计可在不同工况下采用不同驱动电压和回波增益,有效增加换能器驱动功率,保证回波信号的幅值大小,提高其信噪比,对减小超声波流量计的测量盲区、增加测量距离、提高测量精度与稳定性等方面均有重要作用。 展开更多
关键词 超声波流量计 驱动电压 增益 联合调节
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锁相频差超声流量计
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作者 邵元兴 徐和春 《浙江丝绸工学院学报》 1994年第1期63-66,共4页
用相位切换法测量声环的顺向、逆向频率,从两个环路频率之差可导出流速模型,用这种模型组成的超声流量计可消除温度的影响,并在较宽范围内使流量与频差呈线性关系。仪器电路采用取样锁相技术和电子切换开关,把双声道变为单声道,避... 用相位切换法测量声环的顺向、逆向频率,从两个环路频率之差可导出流速模型,用这种模型组成的超声流量计可消除温度的影响,并在较宽范围内使流量与频差呈线性关系。仪器电路采用取样锁相技术和电子切换开关,把双声道变为单声道,避免了声程不一致的安装误差。 展开更多
关键词 超声 流量计 取样锁相环 频差
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基于CFD的超声波流量计最优声道位置研究 被引量:32
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作者 贺胜 彭黎辉 仲里敏 《仪器仪表学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2009年第4期852-856,共5页
时差法超声波流量计圆形管道内不同声道位置上流体平均流速与管道截面平均流速的关系已被广泛研究,但是对于非圆形测量管体尚缺乏相应报道。本文针对某种方形管道,采用计算流体动力学(CFD)方法获得管道内的流场分布,进而通过数值计算得... 时差法超声波流量计圆形管道内不同声道位置上流体平均流速与管道截面平均流速的关系已被广泛研究,但是对于非圆形测量管体尚缺乏相应报道。本文针对某种方形管道,采用计算流体动力学(CFD)方法获得管道内的流场分布,进而通过数值计算得到时差法超声波流量计不同声道上K系数(即超声波传播路径上流体平均流速与管道截面流体平均流速之比)随雷诺数的变化关系,并选取K系数随雷诺数变化最小的声道作为最优声道,研究结果有利于简化流量补偿计算。 展开更多
关键词 超声波流量计 时差 CFD 声道
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超声波流量计的测流原理及其应用研究 被引量:27
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作者 阮芬 马树升 +1 位作者 白清俊 樊铭京 《山东农业大学学报(自然科学版)》 CSCD 北大核心 2006年第1期99-104,共6页
本文阐述了超声波流量计常用的时差法、多普勒法的测流原理,以及超声波流量计的分类。通过实际测流应用并与流速仪所测的流量结果做了对比分析,得出超声波流量计无论在测流准确度还是在测流精度上都比其它的测流设备高,而且具有其它测... 本文阐述了超声波流量计常用的时差法、多普勒法的测流原理,以及超声波流量计的分类。通过实际测流应用并与流速仪所测的流量结果做了对比分析,得出超声波流量计无论在测流准确度还是在测流精度上都比其它的测流设备高,而且具有其它测流设备所不具备的实时在线和数据远传的优越性能。 展开更多
关键词 超声波流量计 时差法 多普勒 测流
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基于时差法和TDC-GP2的超声波流量测量方法 被引量:25
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作者 姚滨滨 张宏建 +1 位作者 唐晓宇 周洪亮 《自动化与仪表》 北大核心 2011年第8期17-20,共4页
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... 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。 展开更多
关键词 时差法 TDC-GP2 超声波流量计 流量测量 MSP430F417
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相关法在超声波流量计设计中的应用 被引量:13
9
作者 于光平 陈强 《沈阳工业大学学报》 EI CAS 2008年第2期207-211,共5页
针对超声波流量计设计中采用相位差法测量流量时干扰信号影响被测信号过零时刻波形,从而严重影响测量精度的问题,讨论了利用超声波测量流量的常用方法以及相关原理和插值原理,论述了超声波流量计设计时相关原理在相位差法测量流量中的... 针对超声波流量计设计中采用相位差法测量流量时干扰信号影响被测信号过零时刻波形,从而严重影响测量精度的问题,讨论了利用超声波测量流量的常用方法以及相关原理和插值原理,论述了超声波流量计设计时相关原理在相位差法测量流量中的具体应用,研究了相关算法中关键参数的计算方法以及插值算法对提高测量精度的作用.利用Matlab软件对系统进行了仿真,结果表明:将相关算法和插值算法应用于相位差法流量测量中,可提高超声波流量计的测量精度和抗干扰能力. 展开更多
关键词 超声波流量计 数字信号处理器 相关算法 插值算法 相位差测量
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天然气超声波流量计的应用及检定 被引量:14
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作者 邓峪泉 黄勍淼 《煤气与热力》 2005年第5期44-46,共3页
介绍了天然气超声波流量计的工作原理和特点,探讨了干式检定和实流校准。
关键词 天然气 超声波流量计 干式检定 实流校准
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超声波流量计测量准确度的影响因素分析 被引量:14
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作者 罗凤琼 《仪器仪表标准化与计量》 2018年第3期43-45,共3页
在锅炉循环水量测试中,超声波流量计的使用十分广泛,其计量准确度与管输企业经济效益联系十分密切。本文从超声波流量计工作原理入手,对其测量造成影响的因素分析的同时探讨了改善措施,以期将超声波流量计测量准确度提高。
关键词 超声波流量计 测量准确度 影响因素
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核电厂超声波流量计在主给水流量测量中的应用 被引量:13
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作者 居法立 陈远伦 陶佳林 《中国核电》 2014年第2期118-123,112,共7页
文章分析了反应堆热功率计算过程,以及文丘里管差压式流量计与超声波流量计在三门核电主给水流量测量中的差异。针对流量测量精度对反应堆热功率计算不确定度的影响开展了分析探讨,并总结了国外核电厂的小幅功率提升的研究成果和实施方... 文章分析了反应堆热功率计算过程,以及文丘里管差压式流量计与超声波流量计在三门核电主给水流量测量中的差异。针对流量测量精度对反应堆热功率计算不确定度的影响开展了分析探讨,并总结了国外核电厂的小幅功率提升的研究成果和实施方式。研究分析表明,通过提高给水流量测量精度进行小幅度功率提升是完全可行的,同时可以在保证核电厂安全、稳定运行的前提下提高经济效益。 展开更多
关键词 超声波流量计 文丘里管 给水流量测量 小幅功率提升 热功率
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超声波流量测量中流速计算方法的对比 被引量:13
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作者 于洋 宗光华 丁凤林 《北京航空航天大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2013年第1期37-41,共5页
超声波流量计(UFM,Ultrasonic Flow Meter)通过测量管路中顺流和逆流方向的超声波传播时间变化计算流速,因此超声波传播时间的准确测量对流量计的精度影响至关重要.对超声波流量计的测量方法进行研究,从环境温度的变化、时间测量的准确... 超声波流量计(UFM,Ultrasonic Flow Meter)通过测量管路中顺流和逆流方向的超声波传播时间变化计算流速,因此超声波传播时间的准确测量对流量计的精度影响至关重要.对超声波流量计的测量方法进行研究,从环境温度的变化、时间测量的准确性、不确定度的计算3个方面,对比超声波传播时间差法和频率差法对流量测量精度的影响.通过超声波流量测量实验,验证了在流量计未校准的情况下,与频率差法相比,时间差法的测量精度更高,且其校准系数曲线的线性度更好,校准后可在全流量范围内获得更高的测量精度. 展开更多
关键词 超声波流量计 流量测量 时间差法 频率差法
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超声波流量计的特点和应用 被引量:8
14
作者 陈聪 《医药工程设计》 2010年第1期48-50,共3页
介绍了超声波流量计的工作原理,比较各种测量方法之间的差异。同时对超声波流量计的特点以及在工程应用中的选用、安装、维护、检修要点作了简要的论述。
关键词 超声波流量计 相关法 多普勒法
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基于STM32和FPGA的超声波气体流量计 被引量:8
15
作者 葛健炎 丁煜 《仪表技术与传感器》 CSCD 北大核心 2020年第10期29-32,共4页
为了实现对大流量气体流量的准确测量,设计了一种超声波气体流量计。系统以STM32和FPGA为控制核心,利用双超声波传感器分别在顺流和逆流方向发射超声波,通过高精度计时电路分别记录顺流和逆流方向时超声波传播的时间差,再利用时间差与... 为了实现对大流量气体流量的准确测量,设计了一种超声波气体流量计。系统以STM32和FPGA为控制核心,利用双超声波传感器分别在顺流和逆流方向发射超声波,通过高精度计时电路分别记录顺流和逆流方向时超声波传播的时间差,再利用时间差与气体流量的关系来计算得到气体流量值。实际测试结果表明,系统具有较高的测量精度,在低流速测量时,相对误差较大约8%;随着气体流速的增加,系统测量精度逐渐增加,在流速超过10 m/s时,相对误差小于1%。 展开更多
关键词 超声波 气体流量计 超声波传感器 FPGA
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超声波流量计杂质对测量精度影响机理分析 被引量:7
16
作者 张蒙 杜广生 +1 位作者 程浩 杨悦 《农业机械学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第7期420-426,共7页
水中杂质是引起超声波衰减、导致超声波流量计测量不准确的主要影响因素。采用数值模拟计算和实验研究相结合的方法,对含杂质水流的超声波流量计内部杂质分布及测量精度进行了研究。采用两相流数学模型进行内部流动的数值计算,获得了不... 水中杂质是引起超声波衰减、导致超声波流量计测量不准确的主要影响因素。采用数值模拟计算和实验研究相结合的方法,对含杂质水流的超声波流量计内部杂质分布及测量精度进行了研究。采用两相流数学模型进行内部流动的数值计算,获得了不同杂质粒径在不同流量工况下的杂质分布规律,通过实验对含杂质水流的超声波流量计的测量误差进行分析,对数值计算结果进行了验证,探知了不同杂质粒径对超声波传播中心区域的影响及超声波测量误差的影响规律。结果表明,杂质粒径在0.02 mm以下,或者流量在1.05 m^3/h以上时,该工况下中心区域的杂质浓度分布基本保持一致,对超声波的传播和测量精度影响规律一致。结果可为超声波流量计在含杂质水质工况下测量精度的研究提供理论参考。 展开更多
关键词 超声波流量计 杂质颗粒 中心区域 测量精度 两相流
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超声波流量计和电磁流量计各自特点及区别比较 被引量:6
17
作者 李玉华 《能源与节能》 2011年第9期94-96,共3页
通过对超声波流量计和电磁流量计概论、工作原理、分类和工作性能区别的比较,揭示了中国现阶段两种最常用流量计的特征和不同优势。
关键词 超声波流量计 电磁流量计 工作原理 准确度
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高精度超声波流量计的设计 被引量:2
18
作者 刘健 李思颖 《仪器仪表用户》 2023年第3期1-4,共4页
超声波时差法是流量计量的常用方法,通过测量超声波在流体中顺流、逆流传播的时差来计算流量。本文讨论了一种时差法超声波流量计KH-5的设计方法,给出了流量计的电路结构,详细论述了超声波发射/接收、调理电路的工作原理。文中描述了高... 超声波时差法是流量计量的常用方法,通过测量超声波在流体中顺流、逆流传播的时差来计算流量。本文讨论了一种时差法超声波流量计KH-5的设计方法,给出了流量计的电路结构,详细论述了超声波发射/接收、调理电路的工作原理。文中描述了高精度时差算法的原理及程序设计方法,讨论了流量的算法及各种扩展应用。经计量标定,KH-5可以达到0.5级的精度。在计量应用中,可以在热力站、工厂车间等场景的工况下正常工作,计量稳定可靠。 展开更多
关键词 超声波 时差法 流量计量
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超声流量计在液体流量仪表在线校准中的应用 被引量:6
19
作者 陈现 《科技与创新》 2015年第21期120-121,共2页
为了保证液体流量仪表工作的准确性,我们通常需要定期校准仪表。在线校准是当前运用比较广泛的一种校准方法,而将超声流量计应用于液体流量计在线校准中能显著提高校准结果的精确度。
关键词 超声流量计 液体流量仪表 在线校准 传感器
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基于温度自适应的超声波渡越时间测量方法研究 被引量:6
20
作者 李勇 《自动化与仪表》 2019年第1期61-64,88,共5页
该文对超声波换能器模型法、噪声抑制法和渡越时间法的优缺点进行分析,针对其不足提出一种基于温度自适应的超声波渡越时间测量方法,采用两对换能器分别与中轴线垂直、成锐角安装,对换能器模型分析、滤波算法、自适应跟踪算法研究,得到... 该文对超声波换能器模型法、噪声抑制法和渡越时间法的优缺点进行分析,针对其不足提出一种基于温度自适应的超声波渡越时间测量方法,采用两对换能器分别与中轴线垂直、成锐角安装,对换能器模型分析、滤波算法、自适应跟踪算法研究,得到压电-电压等效数学模型完成辨识;通过等效模型完成自适应滤波算法、基于阈值法及互相关理论完成渡越时间自动跟踪算法设计。通过实验数据验证本方法对解决超声波传播衰减大、声学噪声干扰严重等问题是可行的。 展开更多
关键词 超声波 流量计 渡越时间 噪声抑制 温度自适应
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