1.應(yīng)用背景
為了進(jìn)一步驗(yàn)證新方法的可行性,在超聲波流量計(jì)平臺(tái)上對(duì)不同流速下的管道流量進(jìn)行測(cè)量.
在測(cè)量之前,首先需要了解其硬件結(jié)構(gòu),一般來說,其硬件主要包含信號(hào)控制采集處理、顯示、鍵盤、輸出功能.信號(hào)控制采集處理由超聲模擬前端、高速數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)處理部分組成.硬件結(jié)構(gòu)框架如圖8所示.
2.改進(jìn)的LMS應(yīng)用及驗(yàn)證
在上述硬件設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)上搭建流量計(jì)模型,并在水流測(cè)量平臺(tái)上進(jìn)行測(cè)試,其中管道內(nèi)徑為D=5cm,管壁厚度l=3.5mm,換能器聲鍥聲速ca=2460m/s,換能器入射角θ=45°,單只換能器聲鍥延遲ta=4μs,換能器出射面中心到換能器外緣的距離P=15.2mm.管道橫波聲速c1=3200m/s,縱波聲速c2=1450m/s,實(shí)驗(yàn)結(jié)果如表3所示.
為了更加直觀觀察時(shí)延值,將流速為1.5m/s時(shí)超聲波順逆流波形采樣點(diǎn)導(dǎo)入MATLAB中,并分別利用相關(guān)法和改進(jìn)的LMS進(jìn)行處理.其中,采樣率fs為500Hz,圖9為超聲波流量計(jì)在流速為1.5m/s時(shí)采樣得到的順逆流波形.
經(jīng)計(jì)算,時(shí)延理論值為0.04.利用相關(guān)法進(jìn)行測(cè)量時(shí),實(shí)驗(yàn)結(jié)果如圖10所示,時(shí)延值為0.038.圖11為改進(jìn)的LMS測(cè)量時(shí)延值,時(shí)延值為0.039,很明顯,該方法測(cè)量結(jié)果更接近理論值,進(jìn)一步驗(yàn)證了超聲波流量計(jì)結(jié)果的準(zhǔn)確性.
