超声波流量计测试及修正系统研究现状综述【文献综述】.doc

1、毕业设计文献综述电气工程与自动化超声波流量计测试及修正系统研究现状综述摘要高精度，便携式超声波流量计都成为各个仪表公司竞争研发的目标。想要在严峻的市场上占得优势，除了要研发出高性能的流量计外，还需要加快研发进度，缩短研发时间。在研发超声波流量计的过程中，要完成两大项任务一、对当前开发的流量计进行性能测试；二、标定。关键词标定，重复性计算，超声波流量计一、背景与意义超声波流量计是通过检测流体流动对超声束或超声脉冲的作用以测量流量的仪表。近年来，高速数字信号的处理技术与微处理技术的快速发展，新型探头材料与工艺的研究以及声道配置与流量动力学的研究，超声波流量测量技术取得了长足进展。随着电子技术、数字

2、技术和声楔材料等技术的快速发展，成本随之降低，应用领域业已涉及水利、电力、冶金等行业，其优越的性价比正日趋成为流量测量的首选仪表之一。目前，高精度，便携式超声波流量计都成为各个仪表公司竞争研发的目标。想要在严峻的市场上占得优势，除了要研发出高性能的流量计外，还需要加快研发进度，缩短研发时间。但是，往往在研发超声波流量计的过程中，要完成两大项任务一、对当前开发的流量计进行性能测试；二、标定当产品完成开发时，利用标准流量计对产品进行标定（直接标定），一般利用反写校正系数的方法对误差进行处理，使流量计精度提高至设计要求。在性能测试过程中，由于将当前开发测试数据与原流量计数据进行比较，显现出当前开发流

3、量计的优势及不足之处，以方便开发者进行比较和功能改进；在产品标定时，则会利用标准流量表和开发产品进行现场测试及标定。由于在各个观测点，产品产生的误差不尽相同，每一个观测点都将计算出一个校正系数。显然，观测点越多，绘制出来的校正系数/观测点图中曲线将越接近连续，标定的效果也越好，经标定的流量表数据越精确。所以在标定时，我们将尽可能多的增加观测点。由于流量是一个动态量，流量测量是一项复杂的技术，无论在性能测试过程还是在标定过程中，都将对流量计产生的大量不同类别的数据进行记录。以往都是开发人员进行手工记录，存放在EXCEL表格中；在对标定数据的计算及处理是一项复杂、繁琐出错率极高的工作，因为标定一台

4、超声波流量计时，将对其上下游时间，瞬时流量，累计流量，温度，脉冲等几十项数据进行提取及重复计算，以往均为资料员利用计算器进行计算，保存。很显然这样的效率非常低，并容易出错。可见，在开发流量计过程中，对于这些大量数据的提取、重复计算等其他处理都将大幅度增加超声波流量计的研发时间和周期，这无论对于开发或者是投入市场都是不利的。而本系统，则针对超声波流量计，在其研发测试过程中，记录其所需的大量数据。该系统能迅速、准确的获取超声波流量计中的数据，并分别计算出瞬时流量和累计流量的误差、重复性等性能参数；同时，将得到的数据绘制成曲线图实时显示。系统中的数据通信是建立在自定义的一个通信协议上。该系统能极大的

5、缩短了测试过程，提高了研发速度。并且在流量计标定上，更是方便得出修正系数，在较短时间内就能对产品进行修正并投入市场。毫无疑问，研发时间的极大缩短，对于新产品的开发以及在市场的占有具有巨大的吸引力。本课题发展动向和趋势本课题我将设计为以下几个模块数据接收模块、参数设定模块、通信缓存模块、动态显示模块、数据处理模块、标定及修正模块在数据接收模块中，主要设计为利用USB作为桥连。USBUNIVERSALSERIALBUS通用串行总线，是一种快速、灵活的总线接口，其最大的特点是便于使用，也是一个高度兼容的借口，广泛使用在数码，高速数据采集设备。所以利用USB作为这个“桥连器”，是预计可行性较高的做法，

6、在课题进一步发展，可以考虑使用红外线，无线等方式进行桥连，以满足市场的需求。在参数设定中，主要完成串口通信设置，包括串口号选择、波特率设置、校验位设置、数据位设置和停止位设置，以保证数据传输。并行和串行通信比较并行通信是指一条信息的各位数据被同时传送的通信方式。而串行通信是指条信息的各相较并行通信而言，串行通信具有数据位按位顺序进行传送，最少只需一根传输线，成本低，通信距离远在本次设计中，我使用了串行通信的方式，连接简单，可靠性高，但由于串行通信数据按位进行传输，将造成数据传输效率低，并且必须同步时钟。在数据量工程巨大并且变化剧烈的测试中，我们可以考虑设计并行通信的方式，以完成保证数据传输，缩

7、短传输时间。在数据处理模块，将主要完成对流量计精度及重复性计算，包括表实际计量流量，误差，平均误差的计算，并可重复计算以提高精度。重复性计算针对每个流量点，计算流量计的重复性，按照公式在计算误差方面，只设计了平均误差的计算，可以在接下来的设计中考虑添加误差方差，均方差的计算，方便资料员进行直观的观察。122111NRIJIJEEEN在标定及修正模块中，本模块是该课题的亮点，可以说，对标定及修正模块的使用，超声波流量计研发速度将有大幅度的提升。设计中，数据处理主要计算累计流量和瞬时流量的误差和修正系数。累计流量误差即，标定累计流量减去测得的表累计流量；累计流量修正系数由累计流量误差除以标定累计流

8、量来表示，然后用修正系数对下位机进行修正；在课题进一步开展中，可以考虑对连续测试的修正系数进行数据保存，并绘制出曲线图，纵坐标为修正系数，横坐标为自定义，可设置为测试点或时间，温度等。方便对某次系列标定中的修正系数进行直观表示和保存。参考文献【1】白学文超声波流量计的几个问题处理方法城镇供水2006年5期R【2】刘金魁，王肇鹏超声波流量计的特点及在电厂流量测量上的应用山东电力技术2010年4期C【3】景岚超声波流量计工作原理及常见问题概述科技信息2010年21期C【4】董德明、彭新荣超声波流量计的原理及应用机电产品开发与创新2009年5期C【5】张志浅析超声波流量计的应用科技情报开发与经济2008年33期C【6】白宁、金华晋基于VC60的串口通信程序开发电脑编程技巧与维护2010年8期C【7】张伟，吴和金，史学栋，郭明彦基于VC60的串口通信程序设计煤矿机电2010年2期C【8】陈艾春基于VC串口通信黑龙江科技信息2010年1期C【9】陈灵正VC实现PC机串口通信中国科技财富2010年14期C【10】刘惠许家昌工业控制中上位机的串口通信设计与实现数字技术与应用2010年6期C【11】沙涛，王钦友，杭建军虚拟串口软件程序结构及其接口现代电子技术2004年23期C