超声波多普勒流量计性能的改进研究

摘要

本文针对目前市场上超声波多普勒流量计存在的测量精度低、稳定度差、动态响应慢,尤其在低流速情况下的误差较大等问题开展了相关研究,文中主要从硬件电路设计及多普勒频移信号处理方法两个方向着手,提出了解决方案。在系统硬件电路中使用高精度DDS芯片产生基准信号,采用中频解调技术将频移信号解调到10kHZ,结合与超声探头相匹配的发射和接收等电路,提高了系统测量的稳定度以及对流速变化的响应速度;在频移信号处理方面,采用复调制频谱细化算法(ZOOM-FFT)对DSP采集的频移信号进行频谱分析,提高了系统在低流速下的测量准确度。结果表明,文中所采用的ZFFT算法对于超声多普勒信号的频率分辨率达到3HZ,可清晰的区分10HZ的频偏信息,较FFT算法明显提高了超声波流量测量系统的测量精度。