上海横河超声波流量计

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(上海横河超声波流量计)

清华大学2012届毕业设计说明书 第II页共II页 目 录 TOC\o"1-3"\h\z?PERLINK\l_Toc191001绪论 PAGEREF_Toc191001 HYPERLINK\l_Toc203611.1 超声波流量测量技术发展概述 PAGEREF_Toc203611 HYPERLINK\l_Toc139881.2 常用流量计类型和性能比较 PAGEREF_Toc139882 HYPERLINK\l_Toc308781.3 超声波流量计的特点和用途 PAGEREF_Toc308783 HYPERLINK\l_Toc5111.4 超声波流量计 PAGEREF_Toc5113 HYPERLINK\l_Toc62431.4.1 多普勒超生波流量计 PAGEREF_Toc62434 HYPERLINK\l_Toc72471.4.2 时差法超生波流量计 PAGEREF_Toc72474 HYPERLINK\l_Toc243702 超声波流量计原理 PAGEREF_Toc243705 HYPERLINK\l_Toc324512.1 超声波简介 PAGEREF_Toc324515 HYPERLINK\l_Toc109632.1.1 超声波的频率 PAGEREF_Toc109635 HYPERLINK\l_Toc317582.1.2 超声波的发生 PAGEREF_Toc317585 HYPERLINK\l_Toc263802.2 研究超声波流量计测水量需用：时差法 PAGEREF_Toc263805 HYPERLINK\l_Toc115723 时差法超声波流量计的总体设计 PAGEREF_Toc115727 HYPERLINK\l_Toc71083.1 流量计设计参数 PAGEREF_Toc71087 HYPERLINK\l_Toc188623.2 换能器的安装 PAGEREF_Toc188627 HYPERLINK\l_Toc238263.3 测量原理 PAGEREF_Toc238268 HYPERLINK\l_Toc280793.3.1 声学原理 PAGEREF_Toc280798 HYPERLINK\l_Toc135523.3.2 测时原理 PAGEREF_Toc135529 HYPERLINK\l_Toc101283.4 系统硬件框图 PAGEREF_Toc1012811 HYPERLINK\l_Toc70274 时差法超声波流量计的硬件设计 PAGEREF_Toc702713 HYPERLINK\l_Toc117004.1 超声波换能器的选择 PAGEREF_Toc1170013 HYPERLINK\l_Toc311424.2 超声波发射/接收电路 PAGEREF_Toc3114213 HYPERLINK\l_Toc267154.2.1 超声波发射电路 PAGEREF_Toc2671514 HYPERLINK\l_Toc216444.2.2 超声波接收电路 PAGEREF_Toc2164415 HYPERLINK\l_Toc59494.2.3 采样保持电路 PAGEREF_Toc594918 HYPERLINK\l_Toc268274.2.4 电压比较电路的设计 PAGEREF_Toc2682720 HYPERLINK\l_Toc227664.2.5 切换控制电路 PAGEREF_Toc2276621 HYPERLINK\l_Toc12934.3 信号采集及控制电路 PAGEREF_Toc129321 HYPERLINK\l_Toc190224.3.1 从单片机的选取 PAGEREF_Toc1902221 HYPERLINK\l_Toc82244.3.2 电路设计 PAGEREF_Toc822422 HYPERLINK\l_Toc262654.4 信号处理及人机接口电路 PAGEREF_Toc2626522 HYPERLINK\l_Toc208234.4.1 主单片机系统方案 PAGEREF_Toc2082322 HYPERLINK\l_Toc217104.4.2 数据存储电路
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关于仪器的保养，使用，维护等知识，建议到省院做一个培训。
关于送第三方检测校准的说明
便携式超声波流量计在维修后若需要代为送检，并取得上海市计量测试技术研究院的检测校准证书，收费标准是：1880元/副加上服务费用300元（收费标准见相关标准）。
即：如果只出CDQ证书，费用为：2180元
如果出CDQ和CDM两个证书，费用为：4060元
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上海森逸智能仪器有限公司技术服务部
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34、上海市节能监察中心
35、厦门市特种设备检测研究院
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变换器结构
变换器尺寸
210×120×65mm
变换器重量
SD存储卡
标准附件(256MB)可保存约1年的数据
串行通信
传输数据(瞬时值、累计值等SD存储卡内保存的数据)
采用USB接口
传输距离：最远3m
阻尼时间常数(0～100秒)
可进行瞬时值显示(10位)以及各种流量单位设定
可进行累计值显示(10位)以及各种流量单位设定
消耗热量运算
自诊断(对电池电量降低、来自传感器的接收信号波进行诊断)
闪存(管道、流体、传感器等的测量参数)
登录测点数32个
零点调整(根据置零/清零)
正、反向流量测量
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天然气超声波流量计的应用 (2007-12-7) ? 摘要：阐述了天然气超声波流量计的特点和待解决的问题，分析了实流测试的结果。关键词：天然气；?超声波流量计；?标定；?实流测试Application?of?Natural?Gas?Ultrasonic?Flowmeter?FENG?Bao-ting1．TANG?Suo-chen2?(1．Tianjin?Construction?Management?School，Tianjin?300250，China；2．Second?Sales?Branch?of?Tianjin?Gas?Group?Co.，Ltd．，Tianjin?300191，China)Abstract：The?characteristics?of?natural?gas?ultrasonic?flowmeter?and?the?problems?to?be?in?need?of?solution?are?described，and?the?result?of?practical?flow?measurement?is?analyzed．Key?words：natural?gas；ultrasonic?flowmeter；calibration；practical?flow?measurement天然气流量测量的准确性直接影响到燃气企业的经济效益，随着我国燃气行业的发展，超声波流量计在天然气领域的应用前景看好［1、2］。我国于2001年制订了国家标准GB/T?18604—2001《用气体超声波流量计测量天然气流量》。为了验证超声波流量计的性能，我们对超声波流量计进行了系统测试，并在实地进行了测量试验，为超声波流量计在我国燃气行业中的推广使用积累经验。1?超声波流量计的特点根据超声波流量计对信号检测的原理，可将其分为传播速度差法(直接时差法、时差法、相位差法和频差法)、波束偏移法、多普勒法、空间滤法及噪声法等。超声波流量计特别适用于大口径管道流量的测量，主要有以下优点：①可进行非接触式测量；②测量时无流动阻扰，无压力损失；③可测量非导电性液体。实地测试与现场应用也证明超声波流量计具有准确度高、重复性好、量程宽、抗干扰能力强、维修工作量少、能测量双向流等优点。由于天然气流量测量涉及面广，随着应用对象的不同，对其在不同场合有不同的要求。尽管超声波流量计有许多优点，但还不可能完全替代其他类型流量计。特别是在标定不能妥善解决之前，孔板流量计仍是天然气计量的主要仪器之一。目前，超声波流量计还应解决以下问题：①针对上游不同类型阻力件产生的影响，如何合理确定不同情况下流量计上游直管段的长度；②操作压力、温度及气体组成的变化对流量测量的影响及校正办法；③不同雷诺数下速度分布削面修正系数的精确确定，以及流量计主体几何尺寸的误差对精度的影响。④探头的稳定性及互换性；⑤传播时差法只适用于清洁的液体和气体；⑥多普勒法只能用于测量含有一定量悬浮颗粒和气泡的液体，且测量精度不高。2?超声波流量计的测试对用于贸易计量的超声波流量计，供需双方都要求其测量精度高，所以标定很重要。对于直径小于300mm的管道，超声波流量计的标定还可以做到；对于直径大于300?mm的高压大流量管道，超声波流量计的标定还很难办到。在计量站采用不确定度为0.25％的临界流文丘里喷嘴作为流量标准装置，结合JJG?198—1994检定规程进行了以下测试：①不同声道；②不同管径：⑧不同安装条件；理想安装条件为17D以内无弯头(D为管道的公称直径)、无过渡部件、无阻力件等，流场较稳定，无脉动流，无旋涡流；非理想安装条件为在超声波流量计上游13D前安装阻力件、双弯头、T形弯头、伸缩器等；④不同安装方向；⑤不同压力。测试结果如下．①超声波流量计适用于高压、大口径、大流量的工况条件，但对小于拐点流量(拐点流量用qt表不，一般是最大流量的10％)的流量段应慎用。在标准工况下，对直径为300mm的管道在理想安装条件下和非理想安装条件下测试结果进行比较，除流量为240m3/h时，非理想安装条件下测试相对误差为1.45％外，其余各点都在指标内。②超声波流量计的计量不受气体流向的影响，能以相同的准确度进行双向流量计量(见图1)?Fig.1?Results?of?positive?and?inverse?flow?measurement?under?ideal?installation?condition③对同一生产厂家的超声波流量计，声道数越多，计量准确度越高，性能越可靠(见表1)。表1?理想安装条件下声道数对超声波流量计的影响Tab.1?Influence
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气体超声波流量计另外一个相反的例子就是最近能源计量行业比较受到关注的ACFC超声波流量计，它就是区别于市面上其他气体超声波流量计品牌厂家的开创性先例，为什么这么说，当时其一代产品投入西北和华南油田应用的时候，因为精确度和稳定性这事，客户当时还发表了其内部刊报说明了其与同类国际产品在同一现场经过长时间对比作业数据的新发现，ACFC超声波流量计实际应用性能可以说达到国际前沿产品水平，而且在一些非常细微或者条件苛刻环节下测验或投入应用它也能让性能得到意想不到的超长发挥，最主要在客户成本上它相对于国际上离谱的价格也更容易被国内市场接受。
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