基于過零檢測的多聲道氣體超聲波流量計(jì)信號(hào)處理中關(guān)鍵技術(shù)研究.pdf

1、氣體超聲波流量計(jì)以其測量精度高、量程比大、無壓損和適用于大口徑測量等特點(diǎn)，在化工、冶金、天然氣貿(mào)易計(jì)量和民用燃?xì)獾阮I(lǐng)域中，具有廣闊的發(fā)展前景，成為流量計(jì)研究的重點(diǎn)和應(yīng)用的熱點(diǎn)。
　　研究四聲道氣體超聲波流量計(jì)的信號(hào)處理方法，實(shí)現(xiàn)氣體流量的準(zhǔn)確測量。提出一種基于過零檢測和能量變化率的信號(hào)處理方法，根據(jù)氣體超聲波流量計(jì)回波信號(hào)能量從無到有的變化規(guī)律，確定回波信號(hào)的到達(dá)時(shí)刻，計(jì)算得到回波信號(hào)的傳播時(shí)間，進(jìn)而計(jì)算得到氣體流量。采用零相位濾

2、波的方法，實(shí)現(xiàn)回波信號(hào)中噪聲信號(hào)的濾除及相位的保留。提出一種基于Kalman濾波的多聲道氣體超聲波流量計(jì)測量結(jié)果的融合方法，能夠根據(jù)各個(gè)聲道計(jì)算結(jié)果的統(tǒng)計(jì)學(xué)規(guī)律，自動(dòng)調(diào)整每個(gè)聲道的測量結(jié)果的權(quán)重，能夠處理異常值，實(shí)現(xiàn)流量更加穩(wěn)定的輸出。
　　研制四聲道氣體超聲波流量計(jì)的軟件，實(shí)現(xiàn)信號(hào)處理方法和儀表的功能。編寫DSP系統(tǒng)軟件，實(shí)時(shí)實(shí)現(xiàn)了氣體超聲波回波信號(hào)的預(yù)處理、基于過零檢測和能量變化率的信號(hào)處理方法、流量計(jì)算、Kalman濾波融合

3、、流量結(jié)果脈沖輸出和流量結(jié)果液晶顯示等功能。編寫了上位機(jī)GUI軟件，通過串口與四聲道氣體超聲波流量計(jì)進(jìn)行通訊，將接收到的流量信息以圖文形式展現(xiàn)。
　　測試四聲道氣體超聲波流量計(jì)的關(guān)鍵性能指標(biāo)，驗(yàn)證所提方法和所研制系統(tǒng)的有效性。在國家認(rèn)定的具有檢定資格的重慶市計(jì)量質(zhì)量檢測研究院進(jìn)行了氣體實(shí)流標(biāo)定實(shí)驗(yàn)。標(biāo)定實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，研制的四聲道氣體超聲波流量計(jì)的示值誤差為0.20％，重復(fù)性為0.04％。研制的四聲道氣體超聲波流量計(jì)在示值誤差和重復(fù)