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1、西安石油大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計（論文）超聲波流量計（信號處理）摘要：超聲多普勒流量計主要用于污水類非純凈液體和混有固體顆粒的兩相流的流量測量,其優(yōu)點是:分辨率高,對流速變化響應(yīng)快;對流體的壓力、粘度和溫度等因素不敏感。但就當前測量水平來說,其精度及其它性能都有待于進一步提高,因此,超聲多普勒流量計的研究無論是對于自動化測量技術(shù)的提高還是對于環(huán)保事業(yè)來說,都將是一項極有意義的研究課題。本課題設(shè)計的超聲多普勒流量計引入先進的數(shù)字信號處理技術(shù),在頻域上對多普勒信號進行有效的處理,主要處理技術(shù)是以快速傅里葉(FFT)變換為基礎(chǔ)的周期圖法和峰值逼近算法。具體方法是首先
2、對多普勒頻移信號進行采樣,再進行FFT變換,進而得到該信號的功率譜,在功率譜上應(yīng)用峰值頻率的逼近算法,加上適當?shù)臄?shù)字濾波技術(shù),從而得到頻移信號所對應(yīng)的頻率,在此基礎(chǔ)上,根據(jù)多普勒效應(yīng)原理,求取管道中流體流速及其它數(shù)據(jù)量。以MATLAB為分析工具對超聲波多普勒流量計信號處理方法進研究,并對可行的數(shù)據(jù)處理組合方式效果進行分析,為該類流量計的軟件設(shè)計提了新供的思路。關(guān)鍵詞：多普勒；流量計；FFT；峰值逼近；MATLAB西安石油大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計（論文）ThesignalprocessingofultrasonicflowmeterAbstract:Ultras
3、onicDopplerflowmetersaremainlyappliedtomeasurefluxofsewageorotherliquidwithsolidgrain.Theyareofhighresolvingpower,andcanrespondquicklywiththevarietyofvelocity.Moreover,theyareinsensitivetothepressureandtemperatureofliquid.Butnow,techniqueinthisfieldwillbeimproved,sothetaskissign
4、ificativenotonlytoautomaticmeasurementbuttoenvironmentprotection.HardwareandsoftwareofUltrasonicDopplerflowmetersaredesignedinthispaper.DigitalsignalprocessingisintroducedtoanalyzedDopplersignal,forexample,FFTisusedtoconvertDopplersignalfromtimedomaintofrequencydomain,andthenthe
5、algorithmofapproachingpeakvalueisputintopractice.Afterthis,filtersoftwareisinuse.ThusDopplerfrequencyshiftisobtained.AccordingtoDopplereffect,velocityandfluxcanbecalculated.ThispaperinvestigatesUltrasonicDopplerflowmeter’ssignalprocessingmethodsthroughthesoftwareofMatlabandanaly
6、zsestheeffectsofpossiblecombinationofdata-processingmethods.Aboveall,thenewideasareprovidedforflowmeter’ssoftwaredesign.Keywords:DopplerFlowmeter；FFT；Approachingpeakvalue；MATLAB西安石油大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計（論文）目錄1緒論11.1超聲波流量計簡介11.2多普勒超聲波流量計的發(fā)展21.3課題研究的意義22多普勒超聲波流量計測量原理42.1多普勒效應(yīng)42.2多普勒超聲波流量計的工作原理
7、以及模型62.2.1工作原理62.2.2多普勒超聲波流量計的測量模型72.3超聲波流量計的系統(tǒng)硬件實現(xiàn)72.3.1系統(tǒng)硬件總體方案72.3.2超聲波流量計信號處理部分的電路介紹93超聲波流量計的信號處理133.1超聲波信號處理模塊133.2信號處理模塊涉及到的理論知識133.2.1快速傅里葉變換（FFT）原理133.2.2低通濾波器173.2.3采樣頻率的選取194仿真實現(xiàn)204.1仿真MATLAB軟件的介紹204.2基于MATLAB中對信號進行處理的流程224.2.1對信號進行濾波234.2.2基于MATLAB對信號進行FFT254.2.3找出相應(yīng)的
8、頻偏值并計算出流體流速265結(jié)論28致謝29參考文獻30附錄31西安石油大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計（論文
