超聲波傳播特性及其測試裝置研究.pdf

1、超聲波聲速特性是超聲波測量領(lǐng)域中影響測量精度的關(guān)鍵因素。如超聲流量檢測技術(shù)在能源計量中占有重要地位，其計量準確性受超聲波傳播介質(zhì)及溫度、壓力等環(huán)境條件的影響。然而長期以來，對超聲波聲速隨流體介質(zhì)、溫度和壓力的變化規(guī)律以及超聲流量計在不同介質(zhì)、溫度和壓力下的補償方法還缺乏充分的研究，導(dǎo)致超聲流量計的計量準確度難以進一步提高，大大限制了超聲流量檢測技術(shù)的發(fā)展和應(yīng)用。因此，有必要對超聲波在不同介質(zhì)及不同溫度壓力下的聲速特性進行研究，進而改進和

2、完善相應(yīng)的補償方法，提高超聲流量測量技術(shù)的計量準確度。本文的主要研究內(nèi)容為：
　?。?）首先根據(jù)研究目的確定了系統(tǒng)的設(shè)計方案，包括測量裝置的設(shè)計和聲速測量方案的設(shè)計，其中測量裝置的設(shè)計主要包括裝置測量容器的設(shè)計、氣體和液體控壓方式設(shè)計和控溫模塊的設(shè)計，并根據(jù)設(shè)計方案搭建了測量裝置。
　?。?）根據(jù)聲速的測量方案設(shè)計了超聲波聲速的測量電路，包括測量系統(tǒng)的硬件設(shè)計和軟件設(shè)計，其中硬件部分主要包括：信號產(chǎn)生和相位測量模塊、超聲換能

3、器信號驅(qū)動模塊、超聲接收信號處理模塊、信號采集與顯示模塊四部分；軟件部分主要包括下位機軟件設(shè)計和上位機的軟件程序設(shè)計。
　?。?）利用測量裝置和測量電路進行了空氣和水介質(zhì)中的超聲波聲速特性的實驗研究，實驗首先對裝置進行了密封性（包括氣密性和液體密封性）實驗，在驗證裝置密封性良好的前提下，在自來水介質(zhì)中分別進行了零壓力和1MPa壓力兩種條件下的溫度-聲速特性實驗，并進行了溫度分別為15℃和20℃時的壓力-聲速特性實驗，在空氣介質(zhì)中分