提高时差法超声波流量计精度与稳定性的研究

"这篇论文主要探讨了时差法超声波流量计的原理、改进与优化，以及在实际应用中如何提高其精度和稳定性。作者对超声波在流体中的传播特性、换能器的工作原理进行了深入研究，并提出了流量修正系数的计算方法。针对温度影响测量精度的问题，论文采用了改进算法以减少温度变化的影响。同时，论文还介绍了多脉冲测量法以提升超声波测时精度，并详细设计了硬件电路，包括发射、接收电路以及信号调理电路。为了增强系统的抗干扰性，论文还研究了相应的软硬件措施。此外，论文对超声波流量测量误差进行了全面分析，进行了误差分配和合成，并通过实验验证了硬件电路和软件设计的合理性。关键词包括超声波流量计、时差法和传播时间。" 这篇硕士论文详细研究了时差法超声波流量计，这种流量计因其非接触式测量、宽测量范围、易于安装以及适合大管径和危险流体测量等特点，在多个行业中得到广泛应用。然而，由于其相对较短的发展历史，还存在成本高、精度不足等问题。论文作者首先深入研究了超声波流量计的测量原理，特别是超声波在流体中的传播特性和换能器的工作机制。基于流体力学和物理学原理，论文提出了流量修正系数的计算公式，以适应不同工况。 针对传统时差法超声波流量计易受温度影响导致测量精度降低的问题，论文提出了一种改进算法，旨在减少温度变化对测量精度的影响。此外，论文还探讨了提高超声波测时精度的方法，包括引入多脉冲测量法，以提升测量的准确度。 在硬件设计方面，论文详细分析并设计了时差法超声波流量计的电路，包括选择合适的器件、参数计算，以及设计出匹配性良好的发射和接收电路。信号调理部分，除了常规滤波电路，还采用了自动增益放大电路，以增强信号的可靠性。系统结构上，采用主从单片机协同工作，提升了整体系统的稳定性。 考虑到流量计工作环境的干扰因素，论文对系统的抗干扰性进行了研究，并实施了相应的软硬件策略。同时，论文全面分析了导致超声波流量测量误差的各种因素，运用误差理论进行了误差分配和合成。最后，通过实验验证了硬件电路和软件设计的有效性，提供了实验结果。 这篇论文为提高时差法超声波流量计的性能提供了理论基础和实践指导，对于该领域的技术进步和实际应用有着重要的意义。