超聲波流量計多聲道氣體測量技術探討 六十四
第二、三、四項為幾何因素引起的誤差,幾何因素會隨環境溫度和壓力的變化,但也不足以影響儀器的高精度測量,在流量計算機中可以通過溫度、壓力對流速、流量測量的補償進行修正。
最后兩部分誤差來源于Ui Δt 、Di Δt ,實際每個聲道的測量時間Ui Ui d T = t +t , d t 是超聲波在非被測介質中的傳播時間和電路的延遲時間之和, d t 是相對固定的時間,可以進行修正處理, Ui t 和Di t 就是主要影響儀器測量誤差的因素。
利用CPLD 設計的計時電路可以使Ui t 和Di t 達到ns 級的測量精度。
3.3.2 模型修正與誤差分析
(1) 基于Gauss-Legendre 數值積分方法的模型仿真
以D = 300mm,φ = 60°四聲道交叉結構超聲波氣體流量傳感器為例,假設其流態較平穩,即在管道中均勻分布,超聲波在氣體流體介質中的傳播速度不變。因為超聲波歷經時間變化值在順流和逆流中互相抵消,幾何量的影響也可忽略,所以我們研究模型的測量誤差時可以主要考慮的影響。
光滑管超聲波氣體流量傳感器按照上述模型仿真計算出
來的流速在0.5~30(m/s)的測量誤差曲線。從圖中可以看出,誤差往一個方向偏,但在不同流速中誤差一致,說明測量模型呈線性。
為了解決上述模型的測量誤差,對上述模型進行系數修正,K 為測量模型的修正系數,通過標定得到。
超聲波流量計