气体超声波流量计以其测量精度高、量程比大、无压损和适用于大口径测量等特点,在化工、冶金、天然气贸易计量和民用燃气等领域中,具有广阔的发展前景,成为流量计研究的重点和应用的热点。
研究四声道气体超声波流量计的信号处理方法,实现气体流量的准确测量。提出一种基于过零检测和能量变化率的信号处理方法,根据气体超声波流量计回波信号能量从无到有的变化规律,确定回波信号的到达时刻,计算得到回波信号的传播时间,进而计算得到气体流量。采用零相位滤波的方法,实现回波信号中噪声信号的滤除及相位的保留。提出一种基于Kalman滤波的多声道气体超声波流量计测量结果的融合方法,能够根据各个声道计算结果的统计学规律,自动调整每个声道的测量结果的权重,能够处理异常值,实现流量更加稳定的输出。研制四声道气体超声波流量计的软件,实现信号处理方法和仪表的功能。编写DSP系统软件,实时实现了气体超声波回波信号的预处理、基于过零检测和能量变化率的信号处理方法、流量计算、Kalman滤波融合、流量结果脉冲输出和流量结果液晶显示等功能。编写了上位机GUI软件,通过串口与四声道气体超声波流量计进行通讯,将接收到的流量信息以图文形式展现。
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