基于LabVIEW的超声波流速流量测量仪的设计.pdf

《基于LabVIEW的超声波流速流量测量仪的设计.pdf》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。

1、2015年8月机床与液压Aug．2015第43卷第15期MACHINETOOL&HYDRAULICSVo1．43No．15DOI：10．3969／j．issn．1001—3881．2015．15．042基于LabVIEW的超声波流速流量测量仪的设计彭中波，杨雄，滕学涛(重庆交通大学航海学院，重庆400074)摘要：介绍了互相关法在时差法超声波流量计中的应用原理与数学模型，并基于LabVIEW完成了超声波流速流量测量虚拟仪器系统设计。通过对模拟信号的仿真实验，验证了基于LabVIEW的超声波流速流量测量仪的可行性，将虚拟仪器技术用于测量领域有着重要的意义。关键词：La

2、bVIEW；超声波；互相关；虚拟仪器中图分类号：0319．56文献标志码：A文章编号：1001—3881(2015)15—166—3DesignofUltrasonicFlowneterBasedonLabVIEWPENGZhongbo．YANGXiong．TENGXuetao(SchoolofMaritimeChongqingJiaotongUniversity，Chongqing400074，China)Abstract：Theapplicationoftheprincipleandmathematicalmodelofthecross—correlationm

3、ethodintransittimeultrasonicmeas．urementwasintroduced．ThevirtualinstrumentsystemformeasuringuhrasonicvelocityflowdesignwascompletedbasedOntheLab—VIEW．ThefeasibilityofultrasonicflowmeterbasedonLabVIEWwasverifiedbythesimulationexperimentsoftheanalogsigna1．Itisimportantsignificancethatvir

4、tualinstrumenttechnologyisusedtomeasureinthefield．Keywords：LabVIEW；Uhrasonic；Crosscorrelation；VirtualinstrumenttO前言d／cosO。美国国家仪器(NI)公司开发的LabVIEW虚拟C十'／JS1n仪器开发平台是目前唯一编译型图形化编程语言，特别适合于测试与测量、数据采集、数字信号分析等领的应用软件的开发。超声波流量计是一种非接触式测量仪器，在工业生产、商业计量和水利检测等方面有着广泛的应用。根据测量原理的不同，超声波流量计主要分为时差图1超声波测量原理法、

5、频差法、相位差法、多普勒、相关法等多种类若由换能器B发射的超声波沿逆流的方向穿过型。时差法超声波流量计是应用最广泛的一种。将虚流体，由接收换能器c接收，其接收的信号为Y(t)，拟仪器技术应用于时差法超声波测量计，能增加检测则逆流传播的时间为与数据存储功能，减少硬件成本等。因此，将虚拟仪器技术应用于超声波测量仪中，有效地促进了超声BC：·^(＼)／波测量技术的发展与应用。由式(1)，(2)可得传播时间差为1超声波流量计测量原理At=tBc—tAD(3)1．1测量原理由于声速c一般很大，在流速较低的情况下，如图1所示，管道外壁分别为超声波发射换能器可将式(3)的结果做近

6、似处理，可得流体流速为A、B与超声波接收换能器C、D。管径为d，管道中2(4)流速为，超声波传播路径与管道横截面夹角为0。C为超声波在静态流体中传播速度。即只要测量出时间差△，便可求出流速。从而若由换能器A发射的超声波信号沿顺流的方向即可求出流量Q。穿过流体，由接收换能器D接收，其接收的信号为Q=Sv=(5)(t)，则顺流传播的时间为收稿日期：2014-05-29基金项目：交通运输部科技项目(2012—329—814—220)作者简介：彭中波(1975一)，男，博士，教授，研究方向为船舶动力装备监控技术。E—mail：251271163@qq．corn。·186·机

7、床与液压第43卷213(4)：619—641．withArbitraryLocationofInlet／outletbyMeansofGreen’S[29]ZHANGZ，LIJ，MAKCM．SimulationAnalysisofAcous—Functions[J]．JournalofSoundandVibration，2009，323ticAttenuationPerformanceforDifferentShapeofanEx·(3)：1032-1044．pansionChamberSilencer[C]／,／InformationandCompu—[36]