时差法

摘要： 针对当前皮托管等传统风速测量方法不精确的问题,提出了使用超声波进行风速测量的方法。利用时差法超声波测风原理设计超声波测速系统,实现了在井下环境中对风速和风向的快速测量。用互关法提高了计算精度,用温度补偿的方法减少了温度对超声波的影响,用风速矢量统计加权的方法确定低风速时风向的稳定指向。在硬件部分,搭建了基于STM32的硬件电路,通过高速运算放大器LMH6643的处理,再次提高了测量精度;在软件部分,通过编程实现了对超声波的发射和接收、数据的控制和处理以及显示与输出。经过多次实验表明,此系统实现了对井下风场的实时监控和精确测量,满足了系统高效能、低功耗的设计要求,具有非常高的实用价值。

摘要： 为了实现狭窄流道内气体流速的高效、安全且非接触式测量,设计一种低频空气耦合超声波换能器,研制一种信号同步发射、扫描和接收装置,形成三声道多发多收超声测速系统。利用标准毕托管获得狭窄流道矩形测量断面测点流速,结果表明流道内流动较一致。通过调速风机实现5 m/s至30 m/s区间内流速可调,采用反射式2×3超声阵列安装,在不同工况下进行流速测量实验。通过拟合系数对数据修正,正/逆行程结果与标准毕托管比较最大相对误差分别为1.66%和1.85%。该基于超声时差法的超声测速系统和方法可望进一步推广至狭窄流道内二维速度场测量。

摘要： 对于目前大口径管道流体测量的缺陷,文章研究了管道流体在超声波测量中的流量测量校准应用,通过对超声测量的各种分析方法研究,包括多普勒以及时差式原理的研究对比,最终通过基础原理的结合设计了一套超声流体测量应用在线测试系统,通过实验证明以及调试结果得出,此系统可大幅度提升大口径流体测量的测量精度,同时可很大程度提高检测工作的效率,更加科学地实现在线大口径流体的误差检定工作。

摘要： 针对风速风向对悬索桥的安全性影响,为了实现对悬索桥风速风向的精确监测,设计了基于时差法的高精度超声波风速风向测量系统。系统采用STM32为控制单元,超声波换能器为敏感单元,实现发送和接收超声波信号,MS1022高精度时间测量模块为测试单元,实现超声波飞行时间的计量,LoRa无线模块为数据传输单元,实现风速风向数据上传至上位机,上位机为显示处理单元,实现数据实时显示。经实际测试,系统风速测量误差在0.1 m/s以内,风向测量偏差不超过0.8°,达到了《数字风速仪检定规程》的标准。

摘要： 基于时差法的超声水表在中、大口径的水流量测量中,存在超声波信号易受外界干扰以及小流量的测量重复性较差等问题。针对以上问题,本文设计了具有缩径结构的管路模型。其次,通过CFD数值仿真研究了缩径管路模型在低流速下的流场分布情况。最后对本文设计的双声路超声水表样机进行了相关试验。试验结果表明,本文设计的管路模型有效提高了超声水表在小流量处的重复性与可靠性。

摘要： 为了提高矿用超声波气体流量计的准确性,针对互相关检测信号存在“跳波”现象并影响超声波渡越时间测量精度的问题,提出了一种矿用超声波气体流量计参考波形自动跟踪方法。在计算超声波渡越时间的同时,对超声波参考波形和实时接收信号波形进行互相关运算,并计算互相关检测的可信度,设定可信度有效阈值和参考波形更新阈值,对互相关系数进行可信度评审,判定参考波形是否更新。可信度小于有效阈值时,判定接收信号无效,重新发送超声波信号;可信度大于更新阈值时,判定接收信号波形与参考波形高度吻合,不需要更新参考波形;可信度介于有效阈值与更新阈值之间时,判定接收信号有效,用当前接收信号波形替换原参考波形,实现参考波形自动跟踪。分析了可能造成超声波渡越时间差错1个波形周期的2种超声波接收信号波形变化:包络连续形变和包络瞬间畸变。气体流速、温度、压力的变化会导致接收信号包络发生连续性变化;尖峰脉冲、随机信号和周期干扰等可能导致超声波接收信号包络发生瞬间畸变,包络瞬间畸变可分为主峰严重畸变、主峰微小畸变、非主峰畸变3种情况。试验结果表明,在不同流速、温度、压力、噪声影响下,超声波气体流量计的相对误差不超过±1.0%,满足精度1.0级测量要求,参考波形自动跟踪方法为流量测量的准确性和可靠性提供了保障。

摘要： 为了更好地实现煤矿井下瓦斯抽采钻孔端流量监测,针对管路内介质成分复杂、纯净度差、稳定性差等因素对抽采流量参数测量准确性影响的问题,提出以时差法为测量原理,以双阈值比较法为检测方法,设计了一套矿用钻孔超声流量自适应检测系统。通过分析影响双阈值比较法测量准确性的关键问题出发,设计了检测系统的总体方案,并对其中激励信号放大电路、接收信号调理电路及由峰值检波电路与增益控制电路构成的自适应电路几项关键模块进行了详细地介绍,叙述了检测系统运行软件的工作流程。通过工况环境适应能力测试与准确度性能检验,对检测系统的功能与性能进行了检验,检验结果表明,该系统能够适应瓦斯抽采钻孔管路内的工况需求,实现高精度的气体流量测量。

摘要： 本文采用TI专用液体测量芯片MSP430FR6047为核心,设计了基于ToF (Time of Flight)测量原理的一款超声波水表,完成了液体测量系统中水表部分的硬件和软件的设计,制作了实物,并完成了测试。在水流工况下,通过检测超声波声束在水中上下行时速度变化引起的ToF差值,对其进行分析处理,得到水流速度,进而计算水流量,这些信息被存储在内部FRAM中并显示在定制液晶屏上。它具有优异的小流量检测能力,解决了许多传统机械水表存在的问题,适用于水资源的节约和合理利用。与机械式水表相比,有精度更高,可靠性更好,使用寿命更长,无任何活动部件等特点。

摘要： 传统介入式检测系统具有测量精度低、稳定性差、成本高、不易用于检测系统的缺陷。本文通过研究国内外非介入式流量检测系统与非介入式压力检测系统相关文献,分析得出超声波原理既可应用于智能流量检测也可应用于智能压力检测。针对提高测量精度和系统稳定性的问题,利用超声波原理设计智能流量压力检测系统,并采用外夹式安装的时差法超声波进行测量。通过超声波智能流量检测系统与超声波智能压力检测系统的共性研究,将两个检测系统整合设计到同一系统硬件中,设计不同算法和程序,使之成为具有便携式、低成本、可在线检测特点的超声波非介入式智能流量压力检测设备。

摘要： 传统的超声波渡越时间测量方法有许多不足之处,如测量精度不高、需要手动保存数据等。针对以上问题,本文提出了基于FPGA的超声渡越时间测量系统,以FPGA为主控、MS1022为测量核心,采用脉冲计数法和粗测量与精测量相结合的时差法测量超声渡越时间,再经格拉布斯准则处理,剔除粗大误差,处理后的数据在上位机实时显示并自动保存。测试结果表明,系统分辨率可达到0.01μs、误差率在1%左右,且具有体积小、使用灵活等优点,可广泛应用于相关领域。

摘要： 在基于时差法的风速风向设计时,很多厂家采用反射接收来计算风速和风向.反射弧顶的设计则是时差法计算的关键.本文根据超声波传输路径,机械波反射原理,传感器安装位置及发射方向等已知条件,通过数学分析来计算出反射弧顶的弧线方程,并成功应用于设备中.

摘要： 时差法超声波流量计测量的流体流速是沿超声波传输声道的方向,由此求得的流量是存在误差的.超声波流量测量系统的影响因素依据不确定度可以分为流场因素、安装效应、计量管段几何参数.本文采用CFD软件对水流流动特性进行数值模拟,分析管内流体流场分布规律.探讨不同角度弯管对流量计性能的影响规律以及超声波流量计不同的安装方式对计算结果的影响.从而获得超声波流量计的测量误差.

摘要： 微地震技术主要是监测油田压裂过程中产生的裂缝,并对其进行有效的定位和描述,然后实时指导压裂的方案,进一步为油田增产提供技术保障.微地震事件的精确定位需要一个准确的速度模型,由于不能准确知道射孔的起始时刻,就无法准确的计算旅行时间,因此无法利用常规思想反演速度模型.本文提出了在无需知道射孔起始时刻的情况下进行速度的反演,即以道间时差建立目标函数来反演微地震速度模型.rn 本文在无需知道射孔起始时刻的情况下，利用时差法，建立目标函数，反演出微地震速度模型，证明时差法速度反演方法的可行性。rn 理论计算，设计模型为四层，速度为(800.0,1200.0,2000.0,2500.0)，反演的结果为(748.01,1254.52,1938.72,2467.86)，可以看出，在无需知道射孔起始时刻的情况下，利用时差法反演的结果与设计模型的速度误差很小，证明时差法速度反演的准确性与可行性。rn 最后，根据时差法反演出的速度模型，进行了理论模拟微地震震源的定位，结果完全正确，进一步证明在无需知道射孔起始时刻的情况下，利用时差法速度反演的准确性。

摘要： 利用时差法超声波测风原理设计了风速风向测量系统,实现了对瞬时风速风向的精确测量,克服了传统测风仪测量精度不高和使用环境受限制等缺点.在硬件设计上,搭建了基于MSP430的硬件电路,通过对信号放大和滤波等处理,提高了系统的抗干扰能力,进一步保证了测量时差的精度.在软件设计中,通过编程实现了对超声波发射和接收控制以及数据的分析处理和显示.实验结果表明,该系统实现了对低空风场情况的精确测量和实时监控,达到了系统低功耗、高性能的设计目标,具有较高的实用价值和应用前景.

摘要： 针对常用机械式水表寿命短、压损大、量程比低、精度低的缺点,本文介绍了一种基于超声波测量技术的智能水表实现方案.首先,介绍了时差法超声波测流速的原理;然后,介绍了专用高速计时芯片TDC-GP21的工作方式及特点,并详细介绍了基于TDC-GP21芯片超声波水表的具体实现;最后,对所述的超声波水表测量精度进行理论分析,最大误差在相关标准允许范围之内,并提出了几点提高测量精度的措施.

摘要： 半波长交流输电线路输送距离长、电压等级高,呈现出明显的分布参数特性,传统的继电保护原理不再适用.本文提出了一种适用于半波长线路的单端量快速保护方法.负序功率方向元件识别故障点的方向,保护安装处感受到的故障电流负序分量与零序分量之间的时差确定故障点的位置,两者结合快速切除半波长线路不对称接地短路故障.PSCAD仿真验证了所提出算法的正确性和实用性.

摘要： 先分析了卫星平台上探测闪电的原理,再介绍了卫星探测闪电资料的特点以及应用研究情况.着重说明了在云顶探测闪电光脉冲的特殊性:推导了卫星探测闪电电磁脉冲信号的两种方法:时差法TOA和干涉法ITF.讨论了现在运行和研制中的几种卫星闪电探测设备,如0TD、LIS、FORTE卫星上的RF接收机等.

摘要： 针对农业灌溉用水的控制与测量普遍存在着效率低下、精度不高的状况,提出基于时差法的多声道超声波流量计设计方案,并完成了硬件设计及软件的设计.方案采用高电压电源驱动超声波发射电路,对信号进行接收处理,由微处理器Cortex-M4k60根据信号信息进行计算,最后得出所测的明渠流量.

摘要： 目前风电场送出变压器使用常规的电力变压器保护,利用二次谐波制动判别励磁涌流和故障电流.由于当前应用最广泛的双馈风电机组故障期间的短路电流频率随故障前工况偏移工频,二次谐波分量将被傅里叶工频算法放大,当变压器内部故障时,二次谐波制动元件会闭锁比率差动保护一段时间,无法保证差动保护快速动作.基于相电压突变量和差流突变量出现时差的变压器涌流与故障区分方法,取代二次谐波制动元件.以某地区实际风电接入为例,在PSCAD/EMTDC下进行了大量的仿真试验,实验结果验证了用时差法代替二次谐波制动方法的可行性和有效性.

摘要： 针对超声流量计高精度、低功耗的要求,提出一种自适应采样方法,克服了周期性采样的不足.该方法以相邻二次采样的时差变化率作为动态控制采样周期的主要指标,可根据流体流动情况自动调整采样周期.通过对自适应和周期性采样算法的实验数据进行比较分析,自适应采样方法不仅能在流体波动环境中显著提高计量精度,而且还可以在流体处于稳定时降低系统功耗。

摘要： 本发明公开了一种时差法超声波流量计的校验方法，包括如下步骤：步骤一：根据换能器之间的声路长度以及声波传播时间计算静水声速；步骤二：计算与该静水声速相对应的测量水温，将所述测量水温与标准水温相对比，判断该对换能器是否需要校验；步骤三：若需要校验则调整该对换能器之间声路长度的参数值，直至测量水温与标准水温一致，完成本对换能器的校验，进入下一对换能器的校验；若无需校验则判断下一对换能器是否需要校验；直至完成所有换能器的静水声速的校验；步骤四：对每对换能器的声路角校验后完成超声波流量计的校验。本方法无需将流量计进行送检，只需现场检测，更加的简单方便，且校检速度快，准确度高。

摘要： 本发明公开一种基于时差法和多普勒法的超声波测流方法，其步骤为：实现判断声路是否有效，即声路中的两个超声波换能器是否皆正常，若声路有效，则利用时差法计算声路流速；若声路失效，则判断声路中的两只换能器是否全部损坏，若是则测流结束；若仅有一只换能器损坏，则利用多普勒法通过未损坏的一只换能器进行流速测量，进而得到流速测量结果。本发明通过将时差法与多普勒法进行结合，使得当现场声路失效时仍能够继续完成流速测量，以保证超声波流量计测量精度。同时多普勒法和时差法共用换能器，而无需增加任何设备或器件，方便流量计的安装和使用。

摘要： 本发明提供了一种互补式时差法超声波明渠计量装置及计量方法，该装置包括：积算仪、水位传感器以及多个流速传感器，所述积算仪固定于渠道旁的立杆上的机箱内，所述积算仪分别和水位传感器以及多个流速传感器连接，所述水位传感器悬挂于立杆横臂的末端且垂直于渠底安装，所述多个流速传感器均匀分布于明渠上下游两侧；所述积算仪包括处理器，所述处理器用于根据水位传感器采集的水位信息以及流速传感器采集的数据判断当前渠道环境是否具备流速测量环境，不具备则切换至水位流量计量模式，若具备则根据流速传感器采集的回波时差预设通道进行分通道流速采集并分层计算得到每个通道对应的流速。

摘要： 本发明涉及电磁辐射源定位领域，尤其涉及一种结合时差法及时间反演技术的方向性辐射源定位方法，包括S1，选取多个区域内的随机观测点rm(xm,ym)进行电磁辐射时域全波信号的接收，并记录辐射源产生的瞬间电场信号E(rm,t)；S2，对随机观测点rm(xm,ym)接受到的信号E(rm,t)提取峰值点对应的时刻tm，利用TDOA方法进行预定位，获取预定位点S3，以预定位点为中心，在预定位点附近利用EMTR技术定位辐射源位置。本发明通过利用TDOA技术进行预定位、利用EMTR技术进行精确定位，有效结合了两者的优势，既克服了方向性辐射特性对TDOA带来的不利影响，也弥补了传统EMTR技术耗时较长、内存需求较大的不足。

摘要： 本发明公开了一种基于霍尔脉冲时差法的流速计算和异常报警方法，包括以下步骤：S1.设安装在管具上的机械表通过霍尔元件进行计量，根据霍尔元件的计量的特性，定义机械表的正转和反转；S2.确定机械表的转动停止判断条件；S3.定义表具工作基于霍尔脉冲时差法的相关参数；S4.基于霍尔脉冲时差法计算流速；S5.基于计算得到的流速进行异常报警。本发明能够有效实现基于霍尔脉冲的流速计算，并在此基础上进行超流报警，同时，还能够实现反向计数报警，有效提醒反转和反向计数的情况。

摘要： 本发明公开了一种低功耗机械表中基于脉冲时差法的计量方法,包括以下步骤：S1.设安装在管具上的机械表通过霍尔元件进行计量，根据霍尔元件的计量的特性，定义机械表的正转和反转；S2.确定机械表的转动停止判断条件；S3.定义表具工作基于霍尔脉冲时差法的相关参数；S4.基于霍尔脉冲时差法进行计量。本发明根据霍尔传感器的磁干扰和正反转误计、漏记缺点进行处理，达到实际计量数据和表盘示数基本一致，可以自动通过计算来减小磁干扰和表在水回流的时候进行的误计问题。

摘要： 本发明提供钢结构桥梁焊缝残余应力超声波时差法检测方法及装置，涉及超声波时差法检测技术领域，其中，钢结构桥梁焊缝残余应力超声波时差法检测装置包括工作台，所述工作台上设置有第一驱动组件，所述第一驱动组件连接有固定机构，所述固定机构内部放置有工件本体，所述工件本体上方设置有检测机构，所述检测机构上表面安装有控制面板，通过第二驱动组件带动检测组件向下移动，使得两个检测探头上方设置的弹簧对应收缩，从而确保两个检测探头均能与工件本体上表面耦合良好，通过在压板下端设置凹槽和可调节间距的放料轴，能够避免放料滚轴、压板与焊缝接触，从而能够提高压板与工件本体的贴合度，进而提高工件本体检测过程中的稳定性。

摘要： 本实用新型公开了一种衍射时差法超声检测仪器用焊缝检测扫查架，涉及焊缝检测设备领域，包括两个支架和刻度尺，各支架均包括连接端和扫查端，两个支架的连接端转动连接，各支架的扫查端均设置有扫查探头，扫查探头用于对焊缝进行检测，各支架上的连接端和扫查端之间均设置有与刻度尺滑动连接的导向装置，当调整好两个扫查探头的中心间距时，能够根据刻度尺获得两个扫查探头的中心间距的尺寸。本实用新型中的衍射时差法超声检测仪器用焊缝检测扫查架能够使扫查架的使用更加方便。

摘要： 本发明提供了一种适用于时差法测流系统的野外安装支架，包括立柱组件、太阳能板及仪器支撑组件、避雷组件和防盗组件。本发明的有益效果在于：结构独特，集成了太阳能供电、避雷以及防盗功能，使得功耗较大、造价昂贵的精密系统可以安装在野外，拓展了时差法的应用范围。

摘要： 本实用新型公开了一种基于超声波时差法明渠测流原理的渠道闸门，包括龙门架和闸板组件，所述闸板组件包括主闸板、减力闸板和闸板门滑道，所述减力闸板通过延伸组件与主闸板的两侧铰接，所述延伸组件包括连接板和第一螺杆，所述连接板与主闸板的两侧固定连接，所述第一螺杆与连接板转动连接，本实用新型涉及闸道技术领域。该基于超声波时差法明渠测流原理的渠道闸门，利用主齿轮带动从齿轮啮合传动，第一螺杆与第一螺环啮合传动，从而推动连接板向下移动，铰杆推动减力闸板向外伸展，减力闸板与主闸板形成一定夹角，缓解闸道深水处的水压，避免闸道底部水压对主闸板形成冲击，导致门板和门框在水力作用下产生变形。