特定流体流量的超声多普勒法测量技术研究

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1、分类号：TH814单位代码：10719学号：12095005密级：论文题目：特定流体流量的超声多普勒法测量技术研究论文作者：崔巍指导教师、职称：曹新亮副教授学科、专业名称：通信与信息系统提交论文日期：二〇一五年六月创新性声明本人声明所呈交的论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。尽我所知，除了文中特别加以标注和致谢中所罗列的内容以外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果；也不包含为获得延安大学或其它教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中做了明确的说明并表示谢意。申请学位论文与资料若有不实之处，本人承担一切相关责任

2、。本人签名：日期：关于论文使用授权的说明本人完全了解延安大学有关保留和使用学位论文的规定，即：研究生在校攻读学位期间论文工作的知识产权单位属延安大学。本人保证毕业离校后，发表论文或使用论文工作成果时署名单位仍然为延安大学。学校有权保留送交论文的复印件，允许查阅和借阅论文；学校可以公布论文的全部或部分内容，可以允许采用影印、缩印或其它复制手段保存论文。（保密的论文在解密后遵守此规定）本学位论文属于保密在年解密后适用本授权书。本人签名：日期：导师签名：日期：特定流体流量的超声多普勒法测量技术研究通信与信息系统专业研究生崔巍指导老师曹新亮副教授摘要：超声波多普勒流量计属于新型流量仪表，适用对

3、含有固体微粒或气泡的液相流体流速的测量。但由于其多普勒频移难以捕捉，所以多普勒法的测量精度比时差法测量精度低。因此，对超声波多普勒流量计的研究，尤其对多普勒频移信号的去噪、提取及处理计算是十分必要的。本文主要研究一种超声波液相流量精确化数据处理方法，包括硬件上的频率变换和软件上计算平均频移的新方法，解决了现有多普勒流量测量方法精度低、误差大的不足。论文的主要工作如下：1.介绍了超声波流量计的测量原理及特点，并提出了一种超声波液相流量精确化数据处理方法。2.超声波多普勒频移信号的提取。选用2MHz的超声波可以识别丝米级别的粒子，可以更多地利用较小粒子反馈的流速信息以至于减小流速误差；运用

4、了基于模拟乘法器的混频器及低通滤波器的组合电路，实现了在回波信号中提取出多普勒频移信号。这样避免了信号在高频段上进行采样时采样频率过高所带来的计算量大、运算时间长的缺点，从而提高了流速信息的实时性和瞬时流量测量的准确性。3.超声波多普勒频移信号的处理。频移信号经过ADC转换以及数字滤波，尤其是基于ABC(ABC：artificialbeecolony)算法的数字滤波的设计方案，可以有效的降低噪声信号；通过对滤波后频移信号做FFT得到其功率谱，再对功率谱进行加权求平均以得到有用的频偏信号继而得到管道内流体流速信息。4.结合仿真结果和试验测量数据，验证了此方法的有效性。结果证明:所研究的超

5、声波多普勒频移信号的处理方法可减少噪声对频移信号的干扰，得到预期的精度要求。关键词：流量计多普勒频移混频器人工蜂群算法功率谱StudyonDopplerUltrasoundMeasurementTechnologyforCertainFluidFlowAbstractDopplerultrasonicflowmeterisanoveltypeflowmeter.Measuringthefluidflowratesuitableliquidcontainedsolidparticlesandairbubbles.However,duetotheDopplershiftisdifficul

6、ttocapture,sothemeasurementaccuracyoftheDopplermethodislowerthanthetransit-timemethod.Therefore,studiesontheultrasonicDopplerflowmeter,especiallyfordenoising,extractionandprocessingcalculationsoftheDopplershiftsignalarenecessary.Thispaperstudiesanultrasonicliquidflowprecisedataprocessingmethod.T

7、hispaperstudiesadataprocessingmethodforultrasonicliquidflow.Thenewmethodincludesthefrequencyconversiondesignbyhardwareandtheaveragefrequency-shiftcalculationbysoftware.TheshortagesofDopplerflowmeasurement,suchaslowaccuracyan