一、超声波流量计在液体测量中的应用（论文文献综述）
钟伟达[1]（2021）在《超声波流量计常见作弊手段及预防措施分析》文中研究说明流量计量是计量科学技术的组成部分之一,它与国民经济、国防建设、科学研究有密切的关系,超声波流量计是社会上普遍使用的过程自动化仪表与装置中的大类仪表之一。本文分析从超声波流量计工作原理和现场应用环境、条件出发,对其影响因素进行了分类研究,并确定了主要因素,研究可能出现的作弊手段。根据作弊手段提出最新的预防措施,以保证超声波流量计的计量准确性,使超声波流量计在现场得到更好的应用。
白永鑫[2]（2021）在《分层采油流量调节与控制方法研究》文中研究说明油田开采进入二、三次采油阶段后,层间矛盾突出,产层含水上升,水来源不明堵水困难,合采不能充分动用油层的可采储量,无法提高采收率。因此准确地摸清某一开采区块监控井的含水、单层产量等参数是油田目前实行分层采油的首要工作。通过对各层流量的调控,可提高采收率。论文结合井下油水混合流体的特点以及工作环境,采用超声波时差法测量分层采油中的流量参数。由于井下影响超声波流量测量精度的因素复杂,本文主要研究井下环境温度和传感器工作频率对测量精度的影响情况。首先通过COMSOL软件对不同频率下发射超声波在不同油水比介质中传播衰减特性进行了模拟分析,为选取最佳工作频率值提供必要参考。其次分析工作环境温度变化引起流量测量误差的原因,为后续数字信号处理补偿提供理论依据。结合流量调节理论知识,对调节系统中的水嘴形状、控制阀结构以及控制方法进行了分析。根据井下条件及流体特性,设计了一套有效的流量调节结构,采用PID控制技术对电机进行控制,以提高电机的响应速度和水嘴的控制效率,最终实现流量实时调节的目的。利用室内模拟系统对设计的井下流量测量调节系统进行了试验分析。首先对测量调节系统做耐温耐压试验,其性能满足设计要求;其次对流量测量与流量调节效果进行试验。根据试验数据可知,流量测量误差不超过5%、流量调节误差也保持在5%以内。
朱义德[3]（2021）在《超声波流量测量技术及精度补偿方法研究》文中研究指明与传统的流量测量方法相比,超声波流量测量技术具有几乎无压损、无阻流部件、非接触式、高精度、测量范围广等优点,广泛应用于石油传输、流量跟踪、用水计费等领域。国外对超声波流量测量技术研究较早,相关产品基本可以满足工业生产的要求,但价格十分昂贵。在这个领域,我国起步较晚,技术累积不足,产品性能也难以达到市场需求。针对这一实际问题,对超声波流量测量技术展开深层次研究,具有重要的研究意义和实用价值。具体研究内容主要包括以下几个方面:首先,通过查阅相关文献资料,给出了超声波流量测量系统的总体设计思路,对常见的超声波流量测量原理展开理论分析,并对超声波传感器结构原理及其安装方式进行了分析比对。最终选定时差法作为测量原理并在算法层次对时差法进行了优化,降低了声速对测量结果的影响。在此基础上,结合超声波回波特性和互相关算法原理,利用FPGA的逻辑特性,设计半并行结构实现互相关算法,提高了超声波渡越时间的测量精度,并进行了应用验证。其次,对超声波流量测量系统总体进行了设计,采用STM32单片机与FPGA相结合的方式设计了流量测量系统的控制核心。其中,STM32单片机负责数据的采集与处理、信息的显示和输出,其硬件平台构建了测量系统的软件系统,FPGA负责逻辑控制以及为硬件电路提供驱动信号,二者相辅相成。TDC-GP22高精度计时芯片与互相关算法模块相结合,共同完成上下游时间的测量。最后,对所设计的超声波流量测量系统进行了测试验证,搭建了实验检测系统,分别进行了静态流速测量、超声波传感器安装位置偏移误差、层流流速区以及湍流流速区的流量测量等实验。将设计样机的检测数据与参考流量计测量数据进行综合分析。实验结果表明,设计样机在层流区域的相对误差低于3.68%,湍流区域的相对误差小于0.66%。
王成云[4]（2021）在《多相流频差法流量测量技术研究》文中提出流量作为智能分层采油系统中的一个核心测量参数直接影响分层采油的调配效果,对调整油气开采策略和优化生产工艺具有重要意义。根据井下多相流的特点,结合多普勒测量技术优势,研究多相流频差法流量检测技术,可为智能分层采油工艺提供实时准确的流量信息。本文以超声波传播衰减理论为基础,研究超声波工作频率与传播衰减关系;通过仿真分析超声波遇到流体中不同尺寸、浓度、位置和材料的悬浮粒子对散射声场以及回波接收信号振幅的影响情况,为超声波工作频率选取提供参考;根据多普勒原理对不同传感器布局方式进行推导,并分析各传感器布局方式的优缺点。因此要获取实时准确有效的多相流体流量信息,需要根据不同的测量环境,选取合适的超声波传感器工作频率和布局方式。由于超声波在传播过程中受外界环境影响,会对回波接收信号造成干扰,从而影响多相流频差法流量测量精度。文中对超声波工作频率、传感器布局、多相流体特性和环境温度等因素进行了分析。其中多相流的流速、密度和粘度等特性与管道流体湍流强度变化有关,而环境温度影响硬件电路性能和超声波传播速度。由于不同工作环境各因素影响权重也有所差别文中对关键影响因素进行补偿校正,以提高测量系统的稳定性、适用性和可靠性。搭建了室内模拟试验平台,测试了多相流频差法流量测量系统的性能。对硬件电路做了温度试验,确保在125℃时能正常工作;对装有超声波测量系统的仪器进行了125℃、45MPa的温度及压力试验,检测仪器可靠性与稳定性;利用多相流室内模拟循环装置对超声波流量测量系统性能进行测试。通过分析测试数据可得出,该测量系统多次测试数据重复性好,且测量相对误差在%15以内。对多相流频差法流量测量系统进行补偿校正后流量测量的相对误差提高了2%～%0。
张铁煜[5]（2021）在《复杂介质的超声波流量测量方法研究》文中提出在油气田实际生产作业中,固液两相流、气液两相流及油气水三相流介质经常出现在开采、管道运输的方方面面;在大型火力发电厂实际生产作业中,大口径衬胶管道也是随处可见的。由于多相流介质的流型、流态过于复杂,以现如今的技术尚不能对含多种复杂介质的管道进行混合流量测量。因此如何在不进行各相分离前提下,精准测量多种复杂介质下的管道流量,为安全生产、提高生产效率提供保障,是目前流量计重点研究方向。本论文以测量复杂介质下管道内复合流量为目的,采用超声波时差法,对大口径衬胶管道、气液两相流等复杂介质做了系统分析与计算后,设计了一款超声波流量测量系统。整套系统包括针对不同介质流体特性而设计的不同规格超声波发射电路、超声波换能器模块、基于时差法的高精度流量测量硬件电路、以硬件电路为核心的软件系统和上位机程序。在完成系统的整体设计后,对系统硬件电路和软件分别进行了性能调试,并建立了试验系统,开展了联合调试。调试好的系统在生产现场进行了性能检测和试验,并对试验数据进行了详细的分析和处理。试验结果表明,设计的超声波流量测量系统能够有效完成多种复杂介质下的流量测量,同时能够适应井下高温高压的环境,对实际工业生产中复杂多相流流量计量工作有着很大的帮助。
邓璐[6]（2021）在《超声波频差法小管径流量测量研究》文中进行了进一步梳理在石油的收采过程中,小管径的流量测量也是提高收采率的重要部分,因此井下小管径的流量测量将作为重点研究方向。测量系统需考虑井下复杂的工况以及被测流体的成分。针对小管径流量测量问题,以超声波频差法井下流量测量系统为研究对象,开展了超声波流量检测方法、超声波特点和分类以及传输特性、超声波换能器、流体特性分析、井下硬件电路、软件开发等工作。根据井下的复杂工况和流体分布特性,从理论上进行了相关的分析研究,采用ANSYS软件对不同管径尺寸下混合流体的流速分布规律以及不同含固率的混合流体中固液两相体积分布规律进行了模拟仿真,为流量的准确测量提供了技术依据。同时依据测量方法和管径尺寸确定了换能器的基本参数和安装方式。根据井下的复杂工况选择与之契合的电子器件,研制了相关的硬件电路,同时针对超声波回波信号的处理方法,本文基于计算量及测量精度方面的综合考量,采用了Zoom FFT算法并应用于实际信号处理中。设计了一套基于超声波频差法的小管径流量测量系统,硬件系统包括信号产生及放大电路、信号解调电路等,软件系统包括信号发射模块、AD采集模块、信号处理模块以及上位机模块等。对以上各部件组合后形成了比较完整的测量系统,开展了相关的模拟试验,证实了所述系统的有效性。最后,在螺杆泵不同档位和不同含固率的混合流体对小管径流量测量系统进行了试验。试验结果表明本系统正常工作,可以为井下小管径流量测量提供理论指导,结合实际生产,可应用于井下的流量测量。
温钊[7]（2021）在《基于时差法的油流速超声测量方法研究》文中认为作为电力系统中关键设备之一,电力变压器长期安全可靠运行对电力系统的安全性及能源互联网的建设至关重要,尤其是110kV及以上的大型电力变压器,造价昂贵、结构复杂,一旦发生故障将造成巨大经济损失,因此,实现变压器状态透明化十分紧迫,变压器状态透明化是对变压器设备的运行状态参量进行全方位的监测,其中,油流变化为变压器的非电量参量,主要靠瓦斯继电器感知油流变化,但受限于其挡板式的机械结构,只能感应单一流速阈值,无法实现流速的范围感知和变化过程感知。同时瓦斯继电器响应速度慢,精度低,近年来,其动作不及时造成的变压器爆炸、喷油事故仍然时有发生。为有效且快速感知变压器连接管处的流速变化,本研究展开了基于超声法的数字化变压器油流速传感方法研究。本研究采用时差法进行流速测量,通过互相关算法利用波形整体信息获得传播时间,以回波为初始参考波,获取波形起始点,并对超声换能器进行筛选,选取了在变压器油中波形特性好的超声换能器,相比于探头的衰减系数,波束角对反射回波信号幅值的影响更大,并分析了超声波计量的影响因素,为变压器油流速测量奠定了基础。针对影响流速测量准确性的变压器连接管弯管结构,采用流场仿真方式开展连接管的流场分布研究,发现经过弯管时,在离心力作用下,流场不对称分布情况严重,为在有限空间下实现高精度的测量,在现有整流器不能直接改善连接管处流场畸变的情况下,根据弯管后的流场分布特点,提出了一种改进式叶片整流器结构,并对其稳态、瞬态及不同运动粘度下的整流性能进行了仿真验证及传感器下游布置位置探究。所设计的整流器结构在较小的压力损失下可有效改善流场畸变,提高流场规则程度,可为变压器连接管流速数字化测量提供良好的流场环境。在硬件设计上采用FPGA为控制及数据处理器件,通过插值-互相关-拟合算法,有效提取时延信息,并通过仿真验证了采用的并行化数据处理的结果与matlab基本一致,同时单次测量时间可在ms级实现,最终搭建了油循环回路,进行流速测量实验,针对温度带来的不确定影响,采用二次曲面拟合的方式对流速进行修正,对不同温度情况下的流速进行测量,结果表明,流速测量的相对误差在4%左右。
刘爱琦[8]（2021）在《天然气流量测量与泄漏检测技术研究》文中研究说明随着管道天然气的不断普及,对管道天然气流速进行实时,高精度测量的需求越来越迫切。超声波测量凭借其对气流影响最小的优点避免了传统测量手段的不足,并随着传感器,芯片性能的提高使其应用范围得到进一步推广。本文利用时差法原理设计制作超声波气体流量检测系统,采用MAX35104芯片提高流量测量中时数转换的精度。本文先分析了近年来出现的超声波气体流量计的原理、研究方法和相关进展,测量原理重点分析了时差法,介绍了在时差法公式推导中解决声速和电路延迟的方法,目的是将电路和声速的影响降到最低。介绍超声换能器的原理、安装并在此基础上完成选型工作。考虑到现实中的管道流场并非理想流场,利用solidworks以及ansys软件对三维T型管,U型管建模网格划分,仿真分析其对管道天然气流场的影响,并利用流体仿真得到的数据在matlab上拟合出误差补偿函数进行校正。确定了气体流量测量系统硬件设计。选择STM32F103作为控制核心,可以提供测定流速,存储数据等功能。以MAX35104为时间测量核心,提供收发超声波脉冲,传播时间测量等功能。设计编写气体流量测量系统软件选择在MDK平台上进行,并通过流程图介绍软件（主程序和中断程序）。针对获得的管道燃气泄漏数据集,在matlab平台上使用GA-ELM算法分析实时泄漏流量,通过与不同优化算法的对比证实了GA-ELM算法的分析预测精度是可靠的。最后制作出超声波管道天然气流量计的原型机,设计通过实验验证来流量计的测量功能,确定了原型机的测量精度,验证了方案的正确性,并根据实验中的不足提出了流量计的完善方向。
厉胜男[9]（2021）在《气体超声波流量计流场分析及整流器设计》文中认为气体流量测量在工业上和日常生活中都发挥着重要的作用,尤其是随着“西气东输”工程的实施,气体流量测量技术得到更为广泛的关注,气体流量计的需求正在逐渐增加。随着科技的进步及超声技术等的发展,具有非接触式、测量范围宽、高重复性、流场适应性强等优势的超声波气体流量计在各个领域得到了广泛的应用。但是由于气体流量测量中存在的各种不利因素,包括流场环境复杂、速度场分布的安装效应、传感器制造工艺、传播信号不稳定及信号处理方法的有效性等问题,使得超声波气体流量测量技术的发展比起液体流量测量要落后得多。本文通过对引起超声波气体流量计测量误差的各种因素进行研究学习后,选择管道流场、整流器流场优化的内容进行分析研究。本课题以超声波时差法流量测量系统为研究对象,阐述了时差法超声波流量计的基本测量原理,概述了本文所采用的CFD数值模拟的计算思路和技术方法及CFD数值模拟方法进行管道流场分析的流程。对理想状态下圆形管道内流体在层流和湍流状态下的流动状态进行理论分析,然后采用计算流体动力学（CFD）方法对安装有弯管和阀门作为阻流件的管道进行建模和CFD流体仿真,通过对其速度云图和速度曲线的分析确定不同阻流件对于管道下游流场的影响。通过对Etoile整流器、Laws整流器对管道流场的整流效果进行分析,然后针对叶片式整流器中心区域存在低速区域以及近管壁面处存在误差的问题进行改进,提出了一种优化设计,得到了优化后的空心叶片式整流器。之后对安装有阀门的管道进行加装Etoile整流器、Laws整流器和新设计整流器的仿真,分析其下游的流速分布情况,研究加装整流器之后对流场的改善效果等。构建一个气体超声波流量计的标准实验平台,在教研室自主研制DN50口径的气体超声波流量计样机上进行测试,分别测试了Etoile整流器、Laws整流器和新设计的整流器在弯管和阀门两种阻流件的影响下的整流性能,经过结果的处理和分析,可以发现加装三种整流器的情况下,被测流量计的相对误差和重复性都大大改善,验证了其改善管道内流场的有效性。
季公明,李翔,杜晓霞,郭宏峰,赵广渊,杨树坤,李啸峰,姚汉秋[10]（2021）在《外置轴向式分层注水超声流量计的设计与实现》文中提出针对油田井下注水流量传统测量方法存在的各种问题,设计了一种高精度外置式轴向超声波流量计,适用于高温、高压、小流量、小管径条件下的分层注水流量的精确测量。基于时差法测量原理,采用轴向结构增加了声程,采用高精度时间测量芯片TDC-GP22提高了时间测量精度,通过温度补偿模型、流场修正模型进一步提高了其测量精度。仿真和试验结果表明,在0～250m3/d流量下,测量精度可达1.5%,满足油田井下分层注水技术要求,为油田井下实现精细分层注水和自动监测调控提供了基础数据。
二、超声波流量计在液体测量中的应用（论文开题报告）
（1）论文研究背景及目的
此处内容要求：
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景，再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题，并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例：
本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。
（2）本文研究方法
调查法：该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法：用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法：通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法：通过调查文献来获得资料，从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法：依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法：对研究对象进行“质”的方面的研究，这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法：通过具体的数字，使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法：运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法：这是社会科学用来分析社会现象的一种方法，从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法：通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
三、超声波流量计在液体测量中的应用（论文提纲范文）
（1）超声波流量计常见作弊手段及预防措施分析（论文提纲范文）
| 引言 |
| 1 超声波流量计工作原理 |
| 2 不同类型超声波流量作弊手段异同 |
| 3 超声波流量计的常见的可能的作弊手段分析 |
| 3.1 调节仪表参数进行作弊 |
| 3.2 通过调节安装距离进行作弊 |
| 3.3 其他外部干扰源 |
| 4 小结 |
（2）分层采油流量调节与控制方法研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 研究目的及意义 |
| 1.2 分层采油流量测量与调节系统的研究现状 |
| 1.2.1 分层采油流量调节系统研究现状 |
| 1.2.2 分层采油流量测量系统研究现状 |
| 1.3 分层配产流量控制体制的选择 |
| 1.4 本文主要研究内容 |
| 第二章 分层采油流量测量与控制方法分析 |
| 2.1 基于超声波的分层采油流量测量方法分析 |
| 2.2 分层采油流量测量的影响因素分析 |
| 2.2.1 井筒温度对超声波油水两相流流量测量的影响分析 |
| 2.2.2 传感器频率对井下流量测量精度的影响 |
| 2.3 分层采油流量控制方法分析 |
| 2.3.1 分层采油流量控制方法的选取 |
| 2.3.2 分层采油控制电机PID模型的建立 |
| 2.4 本章小结 |
| 第三章 分层采油流量测量与调节系统设计 |
| 3.1 分层采油流量调节与控制系统设计原理 |
| 3.1.1 分层采油流量测量系统设计 |
| 3.1.2 分层采油流量调节模块的设计 |
| 3.2 流量调节阀结构设计 |
| 3.3 分层采油配水器的研究 |
| 3.4 流量调节阀水嘴的选择 |
| 3.5 本章小结 |
| 第四章 分层采油流量调节与控制系统试验设计与结果分析 |
| 4.1 系统调试 |
| 4.2 室内试验 |
| 4.2.1 试验条件 |
| 4.2.2 室内试验流程 |
| 4.2.3 室内试验测量结果分析 |
| 4.3 分层采油硬件电路温度试验 |
| 4.4 分层采油系统温度压力试验 |
| 4.5 分层采油流量调节控制试验 |
| 4.5.1 流量调节阀调节试验 |
| 4.5.2 分层采油流量控制试验 |
| 4.6 本章小结 |
| 第五章 总结与展望 |
| 5.1 本文完成的主要工作 |
| 5.2 创新点 |
| 5.3 展望 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 攻读学位期间参加科研情况及获得的学术成果 |
（3）超声波流量测量技术及精度补偿方法研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 1 绪论 |
| 1.1 研究背景 |
| 1.2 流量计概述 |
| 1.3 超声波流量测量研究现状 |
| 1.3.1 国外的研究概况 |
| 1.3.2 国内的研究概况 |
| 1.4 研究内容和论文结构 |
| 2 超声波流量测量系统设计方案 |
| 2.1 设计思路 |
| 2.2 超声波流量测量原理 |
| 2.2.1 相位差法 |
| 2.2.2 多普勒法 |
| 2.2.3 波束偏移法 |
| 2.2.4 时差法 |
| 2.3 优化时差算法 |
| 2.4 超声波传感器原理及安装方式 |
| 2.4.1 超声波传感器原理 |
| 2.4.2 超声波传感器的安装方式 |
| 2.5 本章小结 |
| 3 互相关算法及其结构设计 |
| 3.1 互相关原理 |
| 3.2 插值原理 |
| 3.3 算法结构设计 |
| 3.3.1 互相关半并行结构 |
| 3.3.2 乘加节控制仿真 |
| 3.4 算法应用验证 |
| 3.5 本章小结 |
| 4 超声波流量测量系统总体设计 |
| 4.1 超声波流量测量系统硬件设计 |
| 4.1.1 控制模块 |
| 4.1.2 传感器驱动模块 |
| 4.1.3 信号调理模块 |
| 4.1.4 数据处理模块 |
| 4.1.5 计时模块 |
| 4.1.6 电源模块 |
| 4.2 印刷电路板设计 |
| 4.3 超声波流量测量系统软件设计 |
| 4.4 本章小结 |
| 5 实验检测与数据分析 |
| 5.1 检测系统简介 |
| 5.2 流量测量实验与数据分析 |
| 5.2.1 静态流量检测实验及结果分析 |
| 5.2.2 超声波传感器安装位置偏移误差实验及结果分析 |
| 5.2.3 不同流体状态流量测量实验及结果分析 |
| 5.3 本章小结 |
| 6 总结与展望 |
| 6.1 课题总结 |
| 6.2 课题不足与展望 |
| 参考文献 |
| 攻读硕士学位期间发表的论文及所取得的研究成果 |
| 致谢 |
（4）多相流频差法流量测量技术研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 课题研究目的及意义 |
| 1.2 国内外多相流频差法流量测量技术研究现状 |
| 1.3 论文的主要研究内容 |
| 1.4 本章小结 |
| 第二章 多相流频差法流量测量技术研究及误差分析 |
| 2.1 超声波频差法流量测量原理 |
| 2.2 频差法流量测量结果的影响因素分析 |
| 2.2.1 超声波工作频率对流量测量结果的影响分析 |
| 2.2.2 超声波传感器布局对流量测量结果的影响分析 |
| 2.2.3 多相流体特性对流量测量结果的影响分析 |
| 2.2.4 环境温度对流量测量结果的影响分析 |
| 2.3 本章小结 |
| 第三章 多相流频差法流量测量电路的优化设计与调试 |
| 3.1 多相流频差法流量测量系统总体方案设计 |
| 3.2 信号产生电路的优化设计 |
| 3.2.1 信号产生电路分析 |
| 3.2.2 信号产生电路优化设计 |
| 3.3 传感器驱动电路的优化设计 |
| 3.3.1 驱动电路分析 |
| 3.3.2 驱动电路优化设计 |
| 3.4 带通滤波电路的优化设计 |
| 3.4.1 带通滤波电路分析 |
| 3.4.2 带通滤波电路优化设计 |
| 3.5 混频电路的优化设计 |
| 3.5.1 混频电路分析 |
| 3.5.2 混频电路优化设计 |
| 3.6 低通滤波电路的优化设计 |
| 3.6.1 低通滤波电路分析 |
| 3.6.2 低通滤波电路优化设计 |
| 3.7 本章小结 |
| 第四章 多相流频差法流量测量系统试验与数据分析 |
| 4.1 多相流频差法流量测量系统温度压力试验 |
| 4.1.1 室内温度压力试验环境 |
| 4.1.2 试验流程及数据分析 |
| 4.2 多相流频差法流量测量系统流量测试分析 |
| 4.2.1 多相流测试循环装置 |
| 4.2.2 测试条件与流程 |
| 4.2.3 多相流频差法流量测量系统流量测试及误差分析 |
| 4.3 多相流频差法流量测量系统误差补偿及分析 |
| 4.4 本章小结 |
| 第五章 总结与展望 |
| 5.1 本文完成的主要工作 |
| 5.2 创新点 |
| 5.3 展望 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 攻读学位期间参加科研情况及获得的学术成果 |
（5）复杂介质的超声波流量测量方法研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 研究背景与意义 |
| 1.2 研究目的 |
| 1.3 国内外研究现状 |
| 1.3.1 分离法多相流量计 |
| 1.3.2 相关测量法 |
| 1.3.3 分流分相法 |
| 1.4 研究内容 |
| 1.5 论文结构 |
| 第二章 多种复杂介质下超声波流量测量方法分析 |
| 2.1 常用超声波流量测量方法 |
| 2.1.1 多普勒频差法 |
| 2.1.2 互相关检测法 |
| 2.1.3 波速偏移法 |
| 2.1.4 时差法 |
| 2.2 超声波信号的衰减分析 |
| 2.2.1 超声波信号衰减因素 |
| 2.2.2 衰减系数和衰减方程 |
| 2.3 大口径衬胶管道环境下超声波流量测量方法研究 |
| 2.3.1 固体管道介质对超声波声速的影响 |
| 2.3.2 异质界面对超声波穿透的影响 |
| 2.4 固液混合两相流介质下流型分析与流量测量方法研究 |
| 2.4.1 固液两相流介质特点分析 |
| 2.4.2 固液两相流流型对超声波流量测量的影响 |
| 2.5 气液混合介质下流型分析与流量测量方法研究 |
| 2.5.1 气液两相流介质下的流型分析 |
| 2.5.2 气液两相流介质下流型判别方法研究 |
| 2.6 含高黏度的油气水三相流超声波流量测量方法研究 |
| 2.7 本章小结 |
| 第三章 多样化发射电路设计及超声波换能器的选型 |
| 3.1 高压高频脉冲发射电路设计 |
| 3.1.1 SE555 振荡器设计 |
| 3.1.2 倍压整流模块设计 |
| 3.1.3 高压脉冲产生模块设计 |
| 3.1.4 高压脉冲发射电路输出响应分析 |
| 3.1.5 限幅桥电路设计 |
| 3.2 针对气液两相流及油气水三相流介质下超声波发射电路设计 |
| 3.3 超声波换能器的工作原理及选型 |
| 3.3.1 超声波换能器的工作原理 |
| 3.3.2 超声波换能器的种类和结构 |
| 3.3.3 超声波换能器的选型 |
| 3.4 本章小结 |
| 第四章 系统接收电路及软件设计 |
| 4.1 电源模块设计 |
| 4.2 回波信号放大整型模块设计 |
| 4.3 时差测定模块设计 |
| 4.4 日历模块设计 |
| 4.5 传输模块设计 |
| 4.6 系统软件设计 |
| 4.6.1 系统软件开发 |
| 4.6.2 上位机系统开发 |
| 第五章 系统实验测试 |
| 5.1 实验系统与实验方法验证 |
| 5.1.1 大口径碳钢多层胶结衬胶管道流量测量 |
| 5.1.2 固液混合介质下流量测量 |
| 5.1.3 气液两相流介质及油气水三相流介质下流量测量 |
| 5.2 实验结果分析与小结 |
| 第六章 总结 |
| 6.1 本文完成的工作 |
| 6.2 本文主要创新设计点 |
| 6.3 存在的不足 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 攻读学位期间参加科研情况及获得的学术成果 |
（6）超声波频差法小管径流量测量研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 课题研究背景及意义 |
| 1.2 国内外现状以及发展趋势 |
| 1.2.1 国外发展现状 |
| 1.2.2 国内发展现状 |
| 1.3 超声波流量计的分类和特点 |
| 1.3.1 超声波流量计的分类 |
| 1.3.2 超声波流量计的特点 |
| 1.3.3 多普勒法流量测量的特点 |
| 1.4 本文的主要内容及结构 |
| 第二章 超声波测量方法及理论模型分析 |
| 2.1 超声波的测量方法 |
| 2.1.1 时间差法 |
| 2.1.2 相位差法 |
| 2.1.3 波束偏移法 |
| 2.1.4 噪声法与相关法 |
| 2.1.5 多普勒法 |
| 2.2 超声波的特点 |
| 2.3 超声波的分类 |
| 2.3.1 以介质质点的振动为依据 |
| 2.3.2 依据波形分类 |
| 2.3.3 以波源振动的时间为依据 |
| 2.4 传输介质引起的超声波信号散射和衰减 |
| 2.4.1 扩散衰减 |
| 2.4.2 吸收衰减 |
| 2.4.3 散射衰减 |
| 2.5 超声波换能器的工作原理以及参数选择 |
| 2.5.1 超声波换能器的工作原理 |
| 2.5.2 超声波的参数选择与安装方式 |
| 2.6 本章小结 |
| 第三章 固液两相流测量技术研究 |
| 3.1 固液两相流流场数值模拟分析 |
| 3.1.1 建立模型 |
| 3.1.2 问题描述 |
| 3.1.3 两相流模型选择 |
| 3.1.4 网格划分 |
| 3.1.5 模型建立及计算设置 |
| 3.2 不同管径尺寸流体的流速分布规律 |
| 3.3 不同管径尺寸对固液各相体积分布的影响 |
| 3.4 本章总结 |
| 第四章 小管径流量测量系统硬件电路设计 |
| 4.1 小管径流量测量系统总体设计方案 |
| 4.2 信号发射电路设计 |
| 4.2.1 信号发生电路 |
| 4.2.2 信号放大电路 |
| 4.3 信号解调电路 |
| 4.4 数字电路设计 |
| 4.4.1 数据通信电路 |
| 4.4.2 存储电路 |
| 4.4.3 实时时钟日历模块 |
| 4.5 本章小结 |
| 第五章 小管径流量测量系统软件设计 |
| 5.1 芯片以及开发环境介绍 |
| 5.2 测量系统软件总体设计 |
| 5.3 信号发射模块程序设计 |
| 5.4 AD采集子程序设计 |
| 5.5 超声波频差信号计算方法 |
| 5.6 上位机软件设计 |
| 5.7 本章小结 |
| 第六章 系统测试 |
| 6.1 试验平台的搭建 |
| 6.2 实验流程 |
| 6.3 实验数据与分析 |
| 6.4 本章小结 |
| 第七章 全文总结 |
| 7.1 完成的工作 |
| 7.2 主要创新点 |
| 7.3 对后续工作的建议 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 攻读学位期间参加科研情况及获得的学术成果 |
（7）基于时差法的油流速超声测量方法研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 研究背景及意义 |
| 1.2 论文相关内容的国内外研究现状 |
| 1.2.1 变压器中油流速研究现状 |
| 1.2.2 超声波流速测量研究现状 |
| 1.3 存在的问题 |
| 1.4 本文主要研究内容 |
| 第2章 基于时差法的流速测量技术研究 |
| 2.1 超声波时差法基本原理 |
| 2.2 超声波计量影响因素分析 |
| 2.2.1 时间计量 |
| 2.2.2 流场因素 |
| 2.2.3 温度因素 |
| 2.2.4 仪表几何尺寸 |
| 2.2.5 超声波传感器安装方式 |
| 2.3 超声波换能器选定 |
| 2.4 本章小结 |
| 第3章 基于CFD的变压器连接管流场研究 |
| 3.1 仿真方法研究 |
| 3.1.1 计算流体力学概述 |
| 3.1.2 CFD模型选取 |
| 3.1.3 仿真声道线平均速度获取 |
| 3.2 理想条件下管道流场分析 |
| 3.2.1 理想层流分布 |
| 3.2.2 理想湍流分布 |
| 3.2.3 径向声道流速修正系数 |
| 3.2.4 弦向声道流速修正系数 |
| 3.2.5 足够长弯管下游数值模拟结果 |
| 3.3 弯管下游流场分布研究 |
| 3.3.1 计算几何模型 |
| 3.3.2 网格划分 |
| 3.3.3 网格独立性验证 |
| 3.3.4 初始条件及边界条件 |
| 3.3.5 连接管内部流场分布分析 |
| 3.4 基于流场分布特点的整流器设计及仿真研究 |
| 3.4.1 现有典型整流结构仿真分析 |
| 3.4.2 改进式叶片整流结构的仿真分析 |
| 3.5 本章小结 |
| 第4章 超声流速传感器系统设计及软硬件设计 |
| 4.1 系统方案设计 |
| 4.2 超声波测量管路设计 |
| 4.3 硬件系统设计及实现 |
| 4.3.1 FPGA选择 |
| 4.3.2 激发电路设计 |
| 4.3.3 开关切换电路 |
| 4.3.4 接收调理电路 |
| 4.3.5 AD采样电路 |
| 4.3.6 温度测量单元 |
| 4.3.7 PCB绘制 |
| 4.4 系统软件设计及实现 |
| 4.4.1 精确时延获取模块 |
| 4.4.2 窗口采集 |
| 4.5 本章小结 |
| 第5章 实验研究 |
| 5.1 流速实验系统的搭建 |
| 5.1.1 变压器油循环实验系统方案 |
| 5.1.2 循环泵选择 |
| 5.1.3 标准流量计选择 |
| 5.1.4 整流器制作 |
| 5.2 零流速状态实验及分析 |
| 5.3 实流实验及数据分析 |
| 5.3.1 温度补偿算法 |
| 5.3.2 实流测量结果分析 |
| 5.3.3 整流器下游不同安装位置测量效果 |
| 5.3.4 误差分析 |
| 5.5 本章小结 |
| 第6章 结论与展望 |
| 6.1 结论 |
| 6.2 下一步研究展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
（8）天然气流量测量与泄漏检测技术研究（论文提纲范文）
| 中文摘要 |
| abstract |
| 1 绪论 |
| 1.1 研究背景及意义 |
| 1.2 超声波气体流量计介绍 |
| 1.3 国内外研究现状 |
| 1.3.1 超声波气体流量检测技术研究现状 |
| 1.3.2 流量计测量流场研究 |
| 1.4 课题研究内容和论文框架 |
| 1.4.1 课题研究目标 |
| 1.4.2 论文框架 |
| 2 超声波气体流量计测量原理研究 |
| 2.1 时差法测量原理介绍 |
| 2.1.1 时差法测量公式推导 |
| 2.1.2 时差法流量计算方程 |
| 2.2 时间测量介绍 |
| 2.2.1 模拟测量法 |
| 2.2.2 数字测量法 |
| 2.2.3 过零检测法 |
| 2.3 超声波换能器选型安装 |
| 2.3.1 超声波的性质 |
| 2.3.2 超声波换能器的工作原理 |
| 2.3.3 超声波换能器的选择 |
| 2.3.4 换能器的安装模式 |
| 2.4 本章小结 |
| 3 管道流场仿真及误差补偿研究 |
| 3.1 理想流场流速分布 |
| 3.1.1 层流流速分布 |
| 3.1.2 紊流流速分布 |
| 3.2 流场仿真参数 |
| 3.3 空间T型管流场的流场分布 |
| 3.3.1 计算几何模型 |
| 3.3.2 求解条件 |
| 3.3.3 仿真结果分析 |
| 3.4 空间U型管流场的流场分布 |
| 3.4.1 计算几何模型 |
| 3.4.2 求解条件 |
| 3.4.3 仿真结果分析 |
| 3.5 误差补偿函数 |
| 3.6 本章小结 |
| 4 测量系统硬件设计 |
| 4.1 硬件总体设计 |
| 4.1.1 系统硬件架构 |
| 4.1.2 系统工作过程 |
| 4.2 时间测量电路 |
| 4.2.1 时间测量芯片MAX35104 |
| 4.2.2 MAX35104 的时间测量原理 |
| 4.2.3 早期边沿检测的原理 |
| 4.2.4 MAX35104 的最小系统 |
| 4.3 超声波收发电路 |
| 4.3.1 超声波发射电路 |
| 4.3.2 超声波接收电路 |
| 4.4 控制系统电路 |
| 4.4.1 STM32F103芯片 |
| 4.4.2 STM32最小系统 |
| 4.4.3 测试电路 |
| 4.4.4 STM32与MAX35104通信电路 |
| 4.5 电源电路 |
| 4.5.1 稳压电路 |
| 4.5.2 电量检测电路 |
| 4.6 外围电路 |
| 4.6.1 显示电路 |
| 4.6.2 按键电路 |
| 4.6.3 数据存储电路 |
| 4.6.4 串口通信电路 |
| 4.7 电路抗干扰措施 |
| 4.8 本章小结 |
| 5 测量系统软件设计 |
| 5.1 软件开发环境 |
| 5.2 软件总体设计 |
| 5.3 主程序设计 |
| 5.3.1 系统初始化 |
| 5.3.2 运算模块 |
| 5.3.3 数据存储 |
| 5.4 中断程序设计 |
| 5.4.1 时间测量 |
| 5.4.2 按键显示模块 |
| 5.4.3 通信电路 |
| 5.5 软件抗干扰措施 |
| 5.6 本章小结 |
| 6 泄漏预测优化算法 |
| 6.1 算法介绍 |
| 6.1.1 极限学习机(ELM) |
| 6.1.2 BP算法 |
| 6.1.3 遗传算法(GA) |
| 6.1.4 粒子群算法(PSO) |
| 6.1.5 GA-ELM算法 |
| 6.2 ELM与BP算法对比 |
| 6.3.不同的优化算法对比 |
| 6.3.1 泄漏分析算法参数设置 |
| 6.3.2 泄漏分析算法验证标准 |
| 6.3.3 泄漏分析算法仿真结果分析 |
| 6.4 本章小结 |
| 7 测试与分析 |
| 7.1 超声波气体流量计的制作 |
| 7.2 超声波流量计标定测试标准 |
| 7.3 标定实验平台 |
| 7.4 样机测试 |
| 7.4.1 零漂稳定实验 |
| 7.4.2 动态标定测试 |
| 7.5 标定实验误差分析 |
| 7.6 本章小结 |
| 8 总结与展望 |
| 8.1 研究总结 |
| 8.2 研究展望 |
| 参考文献 |
| 攻读学位期间研究成果 |
| 致谢 |
（9）气体超声波流量计流场分析及整流器设计（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 课题的研究背景与意义 |
| 1.2 气体超声波流量计概述 |
| 1.2.1 气体超声波流量计的发展 |
| 1.2.2 气体超声波流量计的基本测量原理 |
| 1.2.3 气体超声波流量计影响因素分析 |
| 1.3 流场适应性和整流器概述 |
| 1.3.1 流场适应性研究发展 |
| 1.3.2 整流器概述 |
| 1.4 本文主要研究内容 |
| 1.5 本文的内容结构安排 |
| 第二章 流体仿真技术基础及仿真流程 |
| 2.1 计算流体力学概述 |
| 2.2 理想状态下的管道流动状态 |
| 2.2.1 圆管层流 |
| 2.2.2 圆管湍流 |
| 2.3 数值模拟方法的选用 |
| 2.4 流体流动的控制方程 |
| 2.4.1 质量守恒方程 |
| 2.4.2 动量守恒方程 |
| 2.5 CFD仿真流程 |
| 2.6 仿真后数据处理方法 |
| 2.7 本章小结 |
| 第三章 基于CFD的管道流场仿真分析 |
| 3.1 弯管状态下的管道流动仿真 |
| 3.1.1 模型建立 |
| 3.1.2 计算网格划分 |
| 3.1.3 求解与后处理 |
| 3.2 阀门状态下的管道流动仿真 |
| 3.2.1 模型建立 |
| 3.2.2 计算网格划分 |
| 3.2.3 求解与后处理 |
| 3.3 本章小结 |
| 第四章 基于CFD的整流器的性能仿真和优化 |
| 4.1 整流器性能评价标准 |
| 4.2 弯管状态整流器性能仿真及优化 |
| 4.2.1 Etoile整流器 |
| 4.2.2 Laws整流器 |
| 4.2.3 Etoile调整器的优化设计 |
| 4.2.4 整流器参数分析 |
| 4.3 阀门状态整流器性能仿真分析 |
| 4.3.1 Etoile整流器 |
| 4.3.2 Laws整流器 |
| 4.3.3 新设计整流器 |
| 4.3.4 整流器参数分析 |
| 4.4 本章小结 |
| 第五章 实验验证 |
| 5.1 实验平台 |
| 5.2 超声波流量计的性能标准 |
| 5.3 弯管状态下的测量结果和分析 |
| 5.3.1 弯管状态下测量及结果分析 |
| 5.3.2 阀门状态下测量及结果分析 |
| 5.4 本章小结 |
| 第六章 全文总结与展望 |
| 6.1 全文总结 |
| 6.2 研究展望 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 攻读硕士学位期间取得的成果 |
（10）外置轴向式分层注水超声流量计的设计与实现（论文提纲范文）
| 1 流量测量原理 |
| 2 系统总体设计方案 |
| 3 轴向流量计流场仿真与分析 |
| 4 流量计的温度补偿 |
| 5 流量测量电路设计 |
| 5.1 TDC-GP22测量电路 |
| 5.2 激励信号放大电路 |
| 5.3 接收信号放大滤波电路 |
| 6 流量测量软件设计 |
| 7 实验验证及结果 |
| 8 结束语 |
四、超声波流量计在液体测量中的应用（论文参考文献）
- [1]超声波流量计常见作弊手段及预防措施分析[J]. 钟伟达. 仪器仪表标准化与计量, 2021(03)
- [2]分层采油流量调节与控制方法研究[D]. 白永鑫. 西安石油大学, 2021(09)
- [3]超声波流量测量技术及精度补偿方法研究[D]. 朱义德. 中北大学, 2021(09)
- [4]多相流频差法流量测量技术研究[D]. 王成云. 西安石油大学, 2021(09)
- [5]复杂介质的超声波流量测量方法研究[D]. 张铁煜. 西安石油大学, 2021(09)
- [6]超声波频差法小管径流量测量研究[D]. 邓璐. 西安石油大学, 2021(09)
- [7]基于时差法的油流速超声测量方法研究[D]. 温钊. 华北电力大学(北京), 2021
- [8]天然气流量测量与泄漏检测技术研究[D]. 刘爱琦. 常州大学, 2021(01)
- [9]气体超声波流量计流场分析及整流器设计[D]. 厉胜男. 电子科技大学, 2021(01)
- [10]外置轴向式分层注水超声流量计的设计与实现[J]. 季公明,李翔,杜晓霞,郭宏峰,赵广渊,杨树坤,李啸峰,姚汉秋. 北京石油化工学院学报, 2021(01)