高温熔盐超声流量计的信号处理方法与技术研究

液态熔盐堆具有运行温度高、本征安全和热导性能好等优点,但高温和易腐蚀特点对测量仪表的适用性带来了巨大的挑战性。熔盐堆中流量的测量对整个反应堆安全、稳定地运行具有非常重要的意义,而熔盐的高温和腐蚀性致使内置接触式流量计无法满足测量的要求,非接触式的外夹式的超声波流量计被认为是一种较为理想的选择。

本文在实验室原有的基于TMS320F28335超声流量计基础上,为进一步提高超声信号的处理速度和时差测量精度,提出了一种新的超声信号到时检测方法以及超声信号在导波板中的传输时间测量方法,并对超声流量计的DSP程序进行了优化;与此同时,设计并实现了数据无线传输的蓝牙模块并在实验中进行了测试验证。

首先在超声信号到时检测方面,提出了一种适合于在熔盐回路检测超声到时信号的方法。为了验证该方法的可行性以及准确性,首先在Matlab上进行仿真,然后在不同的流量平台和不同的流速下采集数据,通过对比和分析,证明该方法适用于硝酸盐循环回路这一特殊的高温环境。同时探讨了在熔盐回路这一特殊环境下,如何准确测量超声信号在导波板中的传输时间,这对确定超声信号的到时也有非常重要的意义。

超声流量计的DSP程序设计方面,针对熔盐回路这一特殊环境,对采集的超声波信号进行了内插、相关系数检测等方面的改进,减少噪声以及反射信号对最终结果的影响。蓝牙模块方面,首先对其硬件设计以及原理部分进行了讲述,着重阐述了蓝牙接口的实现、数据传输的原理和过程;然后阐述了软件开发流程,给出了在TI公司的CCS集成开发环境中与蓝牙模块通信的具体方法。