多普勒超聲波流量計(jì)的探討  十七

超聲波流量計(jì)在沿管道軸線相距L的截面上安裝兩對(duì)超聲波探頭(即上游探頭和下游探頭)，工作時(shí)上、下游探頭同時(shí)向被測(cè)流體發(fā)射一定幅度的能量束，當(dāng)被測(cè)流體在管道內(nèi)流動(dòng)時(shí)，流動(dòng)噪聲調(diào)制上、下游探頭發(fā)出的能量束，上游的接收探頭檢測(cè)到引起調(diào)制作用的隨機(jī)信號(hào)X(t)，下游的接收探頭檢測(cè)到引起調(diào)制作用的隨機(jī)信號(hào)Y(0，由相關(guān)理論可計(jì)算出這兩個(gè)信號(hào)的互相關(guān)函數(shù)R。(f)的值，該函數(shù)峰值位置所對(duì)應(yīng)的時(shí)間位移t就是隨機(jī)信號(hào)在該系統(tǒng)中的傳遞時(shí)間(即流體的流動(dòng)時(shí)間)。因此信號(hào)在該系統(tǒng)中的傳播速度US可以按下式計(jì)算：US=L／T。其中，L為上、下游探頭的距離。

1．4主要工作

本文在查閱國(guó)外流量計(jì)產(chǎn)品基本性能以及分析超聲波流量計(jì)基本原理和項(xiàng)目指標(biāo)的基礎(chǔ)上，確立了系統(tǒng)基于多普勒效應(yīng)法，以DSP為信號(hào)處理核心，以FPGA器件為控制核心，并采用快速傅立葉變換算法(FFT)來(lái)計(jì)算流速的方案。

完成超聲波流量計(jì)的整體方案設(shè)計(jì)，包括采用的測(cè)量原理、測(cè)量算法、硬件方案、軟件方案。

硬件方面完成硬件整體方案的設(shè)計(jì)、器件的選型，接口設(shè)計(jì)。軟件方面完成流量測(cè)量的數(shù)字信號(hào)處理的程序設(shè)計(jì)以及數(shù)字邏輯時(shí)序的設(shè)計(jì)用MATLAB、Simulator、CosmosScope等軟件對(duì)關(guān)鍵的算法進(jìn)行設(shè)計(jì)仿真。

超聲波流量計(jì)