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基于自适应滤波算法的超声波燃气表
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作者 陈瑶 李跃忠 +2 位作者 张玉华 陈佳怡 龚鹏 《机电工程技术》 2025年第7期137-141,共5页
针对超声波燃气表测量过程中可能出现的信号干扰和流量突变问题,结合加权移动平均的平滑滤波优点和步进检测的快速响应特性,提出了一种加权移动平均和步进检测相结合的自适应滤波算法。该算法通过Python实现,动态检测信号中的突变,在突... 针对超声波燃气表测量过程中可能出现的信号干扰和流量突变问题,结合加权移动平均的平滑滤波优点和步进检测的快速响应特性,提出了一种加权移动平均和步进检测相结合的自适应滤波算法。该算法通过Python实现,动态检测信号中的突变,在突变发生时快速跟踪新电平;在平稳阶段采用加权滑动平均实现平滑效果,并根据稳定时长调整平滑强度,同时约束相邻点的最大变化幅度,实现噪声抑制与突变响应间的平衡。通过和改进卡尔曼滤波算法进行对比分析,证明了自适应滤波算法在平滑效果和响应速度上的优异性。同时,为了实现高精度测时,系统采用STM32L443低功耗微控制器与TDC-GP22时间数字转换芯片,并结合优化的软件架构减少能耗。实验用钟罩式气体流量检定装置完成对超声波燃气表的性能测试,经检定结果表明,该超声波燃气表样机在0.025~4 m^(3)/h的流量范围内,符合国家1.5级精度指标要求,验证了所提自适应滤波算法的有效性。 展开更多
关键词 超声波燃气表 自适应滤波 自适应滤波 改进卡尔曼滤波
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超声波流量计误差分析及实时计量方法研究 被引量:2
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作者 张金环 《石油石化节能与计量》 2025年第4期63-68,共6页
为充分挖掘在线色谱仪获取的数据信息,实现超声波流量计计量从固定组分赋值向实时组分赋值的转变,在梳理流量计工作原理和计量准确度影响因素的基础上,确定了不同工况下的实时计量方法,引入了修正系数完成固定组分和实时组分之间计量结... 为充分挖掘在线色谱仪获取的数据信息,实现超声波流量计计量从固定组分赋值向实时组分赋值的转变,在梳理流量计工作原理和计量准确度影响因素的基础上,确定了不同工况下的实时计量方法,引入了修正系数完成固定组分和实时组分之间计量结果差异的转换,通过实例分析了计量误差的分布范围和分布趋势。结果表明,计量准确度受天然气组分的影响较大,实时组分的摩尔分数随时间呈随性无序变化;对于未安装在线色谱仪的站场,通过组分跟踪法可以实现不同时间和空间内的组分赋值,建议待赋值组分站场与上游站场的距离不超过70 km;5月、6月、9月的累积误差为负值,有利于卖方市场;7月、8月、10月、11月和12月的累积误差为正值,有利于买方市场;累积流量误差为-1.775×10^(4) m^(3),累积能量误差为-64.173×10^(4) MJ,延长计量时间有利于累积流量误差的相互抵消。 展开更多
关键词 超声波流量计 误差 实时计量 固定组分 实时组分
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超声波清洗技术在制药机械行业的应用 被引量:4
3
作者 李欢竹 《应用能源技术》 2010年第5期18-20,共3页
超声波清洗技术因其具有优质、省力、高效、无污染等显著特点,而得到众多制药企业的应用广泛使用,特别是对西林瓶、口服液瓶、安瓶、大输液瓶的清洗以及对丁基胶塞、天然胶塞的清洗方面,已经得到药企的首肯。
关键词 超声波 医药机械 清洗技术
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多对电极电磁流量计传感器电极阵列设计 被引量:15
4
作者 徐立军 王亚 +1 位作者 乔旭彤 徐苓安 《仪器仪表学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2003年第4期335-339,共5页
在多对电极电磁流量计系统中 ,传感器电极阵列的设计影响到整个流量计系统的测量精度。为了得到更高的测量精度 ,在介绍了多电极电磁流量计基本原理的基础上 ,用有限差分法求解了电磁流量计的基本方程 ,并采用弦端压差测量方法研究了不... 在多对电极电磁流量计系统中 ,传感器电极阵列的设计影响到整个流量计系统的测量精度。为了得到更高的测量精度 ,在介绍了多电极电磁流量计基本原理的基础上 ,用有限差分法求解了电磁流量计的基本方程 ,并采用弦端压差测量方法研究了不同的电极数目和电极尺寸对平均流速估计的影响 ,以及这两方面及其他物理条件如管道直径、后继转换电路阻抗匹配在电极阵列优化设计中的相互制约关系。 展开更多
关键词 多电极电磁流量计 层析成像 有限差分法 弦端压差测量方法 平均流速 传感器 电极阵列 设计
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基于能量变化率的气体超声波流量计信号处理方法 被引量:19
5
作者 沈子文 徐科军 +2 位作者 方敏 朱文姣 汪伟 《仪器仪表学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2015年第9期2138-2144,共7页
针对气体超声流量计信号处理中不易找到稳定的测量特征点的问题,提出了一种基于能量变化率的过零检测信号处理方法,以及最优阈值参数的选取方法。基于能量变化率的过零检测信号处理方法首先求取能量变化率曲线上的关键阈值点,然后回溯... 针对气体超声流量计信号处理中不易找到稳定的测量特征点的问题,提出了一种基于能量变化率的过零检测信号处理方法,以及最优阈值参数的选取方法。基于能量变化率的过零检测信号处理方法首先求取能量变化率曲线上的关键阈值点,然后回溯到原始波形信号上,找到对应的过零点,并以此作为信号的稳定特征点,进而求得信号的传播时间及气体流量。在以FPGA和DSP为核心的气体超声流量计信号处理系统上实时实现了算法,并进行标定实验,实验结果验证了方法的有效性。 展开更多
关键词 超声波 传播时间 能量变化率 过零检测 数字信号处理
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超声波流量计的高精度测量技术 被引量:60
6
作者 李广峰 刘昉 高勇 《仪器仪表学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2001年第6期644-647,共4页
本文研究了时差法超声波流量计传播时间的测量技术 ,采用高性能的复杂可编程逻辑器件 (CPL D)代替分立器件 ,以提高系统的稳定性和可靠性 ;利用超声波信号的自动增益控制 (AGC)和复杂的逻辑控制实现信号的精确测量 ;利用逻辑分析实现倍... 本文研究了时差法超声波流量计传播时间的测量技术 ,采用高性能的复杂可编程逻辑器件 (CPL D)代替分立器件 ,以提高系统的稳定性和可靠性 ;利用超声波信号的自动增益控制 (AGC)和复杂的逻辑控制实现信号的精确测量 ;利用逻辑分析实现倍频 ,使计数器的计数频率达到 16 0 MHz;通过软件和硬件方法实现传播时间范围控制和可靠性检验。实验结果表明 ,超声波传播时间误差在 7纳秒以内 ,达到了设计要求。 展开更多
关键词 超声波流量计 传播时间 自动增益控制 计数器
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基于可变阈值和过零检测的四声道气体超声波流量变送器 被引量:19
7
作者 穆立彬 徐科军 +3 位作者 刘博 田雷 李剑波 沈子文 《计量学报》 CSCD 北大核心 2019年第2期266-271,共6页
针对四声道气体超声波流量计,提出基于可变阈值和过零检测的数字信号处理方法,快速、准确定位回波信号,提高系统抗干扰能力。设计了集中采集-集中处理数据的工作模式和双发双收的收发方式,采用FPGA和DSP双核架构,研制了四声道气体超声... 针对四声道气体超声波流量计,提出基于可变阈值和过零检测的数字信号处理方法,快速、准确定位回波信号,提高系统抗干扰能力。设计了集中采集-集中处理数据的工作模式和双发双收的收发方式,采用FPGA和DSP双核架构,研制了四声道气体超声波流量变送器。利用FPGA擅长并行处理和复杂逻辑控制的优势,实现换能器双发双收、高速DAC和ADC的驱动控制以及数据存储,完成信号的集中采集;利用DSP擅长数字信号处理的优势,实时实现数字信号处理方法,完成信号的集中处理。气体流量标定实验结果表明:研制的四声道气体超声波流量计满足0. 5级精度相关技术指标的要求。 展开更多
关键词 计量学 气体超声波流量计 四声道 可变阈值 过零检测
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直线槽气体端面密封流体膜厚度的测量 被引量:10
8
作者 胡丹梅 彭旭东 +1 位作者 郝木明 杜朝辉 《润滑与密封》 EI CAS CSCD 北大核心 2005年第2期139-142,共4页
针对低速工况气体密封研究较少而实际生产中又迫切需要开发的现状, 开发了一种适于低速工况的直线槽气体端面密封, 并采用自行设计的测量装置, 利用电涡流传感器对直线槽气体端面密封工作时的流体膜厚度进行了监测。
关键词 端面密封 低速 电涡流传感器 流体 测量装置 工况 气体密封 开发 研究 用电
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液体流量仪表在线校准方法研究 被引量:19
9
作者 李长武 张东飞 +1 位作者 袁明 成伟 《中国测试》 CAS 2009年第5期27-29,37,共4页
针对液体流量仪表无法离线送检的情况,利用便携式超声流量计准确度高、安装方便的特点,提出一种基于使用中检验思想的液体流量仪表在线校准方法。重点介绍了便携式超声流量计用于液体流量仪表在线校准的技术要求、测量过程和计算方法,... 针对液体流量仪表无法离线送检的情况,利用便携式超声流量计准确度高、安装方便的特点,提出一种基于使用中检验思想的液体流量仪表在线校准方法。重点介绍了便携式超声流量计用于液体流量仪表在线校准的技术要求、测量过程和计算方法,并结合实例对该方法进行了分析和验证。最后指出该方法可以为液体流量仪表在线检测提供解决办法,从而为液体流量仪表的在线量值溯源提供了一条可参考的途径。 展开更多
关键词 液体流量 超声流量计 在线校准 使用中检验 量值溯源
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时差法超声波流量计的研究 被引量:64
10
作者 李广峰 刘昉 高勇 《电测与仪表》 北大核心 2000年第9期13-19,共7页
研究了时差法超声波流量计的测量原理及多声路测量原理,分析了实现高精度测量的设计方法;介绍了流量计系统的硬件组成原理和实现方法,以及软件功能和软件流程设计;采用高性能的复杂可编程逻辑器件(CPLD)代替分立器件实现高精度计... 研究了时差法超声波流量计的测量原理及多声路测量原理,分析了实现高精度测量的设计方法;介绍了流量计系统的硬件组成原理和实现方法,以及软件功能和软件流程设计;采用高性能的复杂可编程逻辑器件(CPLD)代替分立器件实现高精度计时和复杂的逻辑控制,以提高系统的稳定性和可靠性;利用超声波信号的自动增益控制(AGC)和逻辑分析实现高精度测量;通过软件和硬件方法实现传播时间范围控制和可靠性检验。实验结果及精度分析表明,本文研制的超声波流量计达到了设计要求。 展开更多
关键词 超声波流量计 自动增益控制 信号检测 时差法
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数字超声波信号中有色噪声的自适应滤波 被引量:7
11
作者 崔园园 王伯雄 +1 位作者 柳建楠 王浩源 《光学精密工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2014年第12期3377-3383,共7页
针对测试环境中常存在的超声波频段的有色干扰噪声,设计了一种基于横向滤波器和最小均方误差自适应滤波算法的自适应对消器结构,并提出了固定步长和自适应步长相结合的自适应滤波算法流程。该方法增设了一个接收环境噪声的专用探头来自... 针对测试环境中常存在的超声波频段的有色干扰噪声,设计了一种基于横向滤波器和最小均方误差自适应滤波算法的自适应对消器结构,并提出了固定步长和自适应步长相结合的自适应滤波算法流程。该方法增设了一个接收环境噪声的专用探头来自动跟踪噪声特性的改变,无需手动设置自适应滤波器参数和期望信号。通过自适应步长调整算法与固定步长方法结合,该方法能够在实现良好滤波效果的同时兼顾快速跟踪环境的变化。实验表明,提出的方法可以有效滤除目标超声波信号频带之外频率点处的有色干扰噪声,信噪比改善幅度可达16dB;时间复杂度为O(n),可实现实时处理。本文方法可以在无人工干预下自动、实时、有效地滤除与超声波信号频率接近的有色干扰噪声,已被成功地应用于气体超声波流量测量中。 展开更多
关键词 超声波信号 有色噪声 信号检测 自适应滤波 自适应步长
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电磁流量计干标定技术 被引量:8
12
作者 傅新 胡亮 +1 位作者 谢海波 杨华勇 《机械工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2007年第6期26-30,36,共6页
介绍电磁流量计干标定技术的研究现状及工业化应用前景,阐述电磁流量计干标定原理。指出如何准确测量有效区域内各点磁场信息是电磁流量计干标定技术工业化应用的关键技术,利用电磁流量计磁场的交变特性,通过测量电磁感应所产生的其他... 介绍电磁流量计干标定技术的研究现状及工业化应用前景,阐述电磁流量计干标定原理。指出如何准确测量有效区域内各点磁场信息是电磁流量计干标定技术工业化应用的关键技术,利用电磁流量计磁场的交变特性,通过测量电磁感应所产生的其他物理量间接获取电磁流量计有效区域内磁场信息,是解决此关键技术的有效途径,并以此为基础重点分析了涡电场测量法与面权重函数法这两种新型干标定方法的测量原理、特点及实现方法。此项技术为我国开展电磁流量计干标定技术的研究及工业应用提供技术参考。 展开更多
关键词 电磁流量计 干标定 涡电场 权重函数
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新型高精度超声波流量计的设计 被引量:6
13
作者 宁晨 顾宇 +1 位作者 周康源 陈昕 《声学技术》 CSCD 2003年第4期251-254,261,共5页
文章报导了一种新型高精度超声波流量计的系统设计。利用传统流量计的原理,结合目前先进的可偏程逻辑器件(CPLD)设计和高频电路设计技术,针对高精度、宽量程的要求,设计出具有数字自动增益控制(AGC)系统、自动纠错系统、高频计数系统的... 文章报导了一种新型高精度超声波流量计的系统设计。利用传统流量计的原理,结合目前先进的可偏程逻辑器件(CPLD)设计和高频电路设计技术,针对高精度、宽量程的要求,设计出具有数字自动增益控制(AGC)系统、自动纠错系统、高频计数系统的新型超声波流量计,它具有主从处理器并行工作结构和多种输出方式,可为多种工业输出标准提供接口。文章给出了该系统在实验室和工业环境中测试的结果。 展开更多
关键词 超声波流量计 可偏程逻辑器件 高频电路设计 自动增益控制 自动纠错控制 高频计数 逆流发射 雷诺数
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基于CPLD的超声波流量计系统的研制 被引量:7
14
作者 杨媛 高勇 +1 位作者 李福德 李广峰 《仪器仪表学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2001年第6期583-584,587,共3页
近年来 ,超声波作为一项较新的技术应用越来越广泛。本文采用复杂可编程逻辑器件 CPL D研制出一种用时差法来测量流量等数据的高精度超声波流量计系统 ,实验证明其工作稳定 ,精度高。
关键词 CPLD 复杂可编程逻辑器件 超声波流量计 研制
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基于ANSYS的电磁流量计建模研究 被引量:14
15
作者 邬惠峰 严义 吴红娉 《仪器仪表学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2008年第2期372-376,共5页
励磁系统是电磁流量计的关键部分,励磁方式和励磁参数的合理设置对电磁流量计的性能有重大影响。以前由于缺乏电磁流量计模型,开展相关研究非常困难,因此电磁流量计建模一直受到研究人员的关注。本文利用有限元方法建立电磁流量计传感... 励磁系统是电磁流量计的关键部分,励磁方式和励磁参数的合理设置对电磁流量计的性能有重大影响。以前由于缺乏电磁流量计模型,开展相关研究非常困难,因此电磁流量计建模一直受到研究人员的关注。本文利用有限元方法建立电磁流量计传感器场路耦合模型,根据有限元数值分析功能求解感应电势信号,模拟电磁流量计的动态性能。实验结果表明,模型仿真信号与理论波形近似,建立的模型有效。该模型可以作为研究励磁系统的辅助手段,提高研究效率。 展开更多
关键词 电磁流量计 有限元建模 场路耦合
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包含电极尺寸及位置信息的电磁流量计干标定模型 被引量:4
16
作者 胡亮 邹俊 +2 位作者 谢海波 傅新 杨华勇 《机械工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2009年第6期88-94,共7页
现有电磁流量计干标定模型中,电极尺寸、位置均被作了理想化处理,即假设电极尺寸无穷小、电极位于测量管段正中间的两个对称点上,两对称点连线与磁场垂直。这类理想化的模型与实际情况差异较大,限制了干标定的精度,并对产品一致性提出... 现有电磁流量计干标定模型中,电极尺寸、位置均被作了理想化处理,即假设电极尺寸无穷小、电极位于测量管段正中间的两个对称点上,两对称点连线与磁场垂直。这类理想化的模型与实际情况差异较大,限制了干标定的精度,并对产品一致性提出了很高的要求。针对这一问题,采用分离变量法建立了包含实际流量计电极尺寸及位置参数的电磁流量计干标定模型,比现有干标定模型更接近于实际流量计,有利于提高干标定精度,降低对产品一致性的要求。通过与现有模型及数值仿真的对比分析,验证了该模型的准确性。 展开更多
关键词 电磁流量计 干标定 电极尺寸 电极位置 模型
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电磁流量计电场动态平衡过程分析 被引量:5
17
作者 徐立军 王亚 +1 位作者 姜印平 徐苓安 《仪器仪表学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2004年第1期39-43,共5页
从电磁流量计电场的基本公式出发 ,分析了电极截面内电场的建立过程及平衡过程 ,指出涡电流场在电极截面内分布的动态平衡性。结合相应的边界条件 ,计算了平衡状态下涡电流场的分布及其对传统电磁流量计及多电极电磁流量计测量值的影响... 从电磁流量计电场的基本公式出发 ,分析了电极截面内电场的建立过程及平衡过程 ,指出涡电流场在电极截面内分布的动态平衡性。结合相应的边界条件 ,计算了平衡状态下涡电流场的分布及其对传统电磁流量计及多电极电磁流量计测量值的影响。通过数值计算及定量分析 ,证明了多电极电磁流量计弦端压差测量方法的有效性。该研究有助于深入分析电磁流量计的工作原理及指导多电极电磁流量计的设计。 展开更多
关键词 电磁流量计 电场动态平衡过程 电磁感应定律 欧姆定律 有限元法
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模糊控制在大型风力发电机控制中的应用 被引量:19
18
作者 刘新海 于书芳 《自动化仪表》 CAS 北大核心 2004年第5期13-17,共5页
介绍一种用来控制变桨距大型风力发电机组的模糊控制器。具体介绍了模糊控制算法设计、基本模糊查询表的建立。给出了采用模糊控制的风力发电机控制系统模型结构图。仿真结果表明 ,不论是跟随性能还是抗干扰性能 ,采用模糊控制比用PID... 介绍一种用来控制变桨距大型风力发电机组的模糊控制器。具体介绍了模糊控制算法设计、基本模糊查询表的建立。给出了采用模糊控制的风力发电机控制系统模型结构图。仿真结果表明 ,不论是跟随性能还是抗干扰性能 ,采用模糊控制比用PID控制效果好 ,能克服被控系统模型参数变化和非线性等不确定因素 ,鲁棒性强 ,稳态精度高。 展开更多
关键词 模糊控制器 稳态精度 模糊查询 仿真结果 鲁棒性 PID控制 系统模型 大型风力发电机组 变桨距 参数变化
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一种提升时差法超声波流量计精度的方法 被引量:13
19
作者 段允 王让定 孙广清 《微电子学与计算机》 CSCD 北大核心 2009年第8期45-48,共4页
应用时差法测量原理设计的超声波流量计,计时的准确度直接影响流量计计量精度.采用53H的改进算法能有效剔除由混响、电磁干扰等引起的误差计量,实验仿真和在硬件上的实际应用,证明该算法是有效的.
关键词 遛声波流量计 时差法 53H算法 计量精度
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多功能超声流量检测系统的研制 被引量:9
20
作者 朱勇 虞鹤松 徐祎喆 《计算机测量与控制》 CSCD 2003年第11期836-838,共3页
介绍了多功能超声流量检测系统的检测原理、硬件结构 ,分析了检测电路和双MCU数据交换 ,给出了软件设计流程图和抗干扰措施 ,并讨论了超声流量检测误差的主要来源。系统具有实时的流量测量、键盘控制、LCD显示、微型打印及与上位机的数... 介绍了多功能超声流量检测系统的检测原理、硬件结构 ,分析了检测电路和双MCU数据交换 ,给出了软件设计流程图和抗干扰措施 ,并讨论了超声流量检测误差的主要来源。系统具有实时的流量测量、键盘控制、LCD显示、微型打印及与上位机的数据通信等功能 ,在实际应用中取得了很好的效果。 展开更多
关键词 多功能超声流量检测系统 检测电路 抗干扰 硬件控制结构 流量测量 软件设计流程图
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