设计高频方波励磁方案，提出浆液信号处理方法，以DSP芯片TMS320F2812为核心研制浆液型电磁流量计，以解决浆液测量问题。励磁控制部分采用线性电源搭建恒流源并以高压供电，实现高频方波励磁，并保证信号零点的稳定。信号调理部分采用差分放大、偏置调整以克服共模干扰和极化漂移。信号处理部分采用基于统计分析与信号重构的浆液信号处理方法去除浆液干扰，获得稳定的流量输出。水流量标定和纸浆浆液测量实验结果表明，该浆液型电磁流量计水流量测量精度优于0．5％，浆液测量的稳态波动率小于4％，动态跟随响应时间小于4S，满足实际应用对浆液测量的要求。

时差式超声波流量计加装超声波反射装置后对其基表内水流特性影响很大,研究采用标准k-ε模型,计算了采用不同的超声波反射装置和不同的通道结构时,过流通道内的各声路K系数值及标准差值;研究了超声波反射片与管壁间隙的大小对过流通道内水流特性的影响,得到了间隙值与K系数及其标准差值的关系;研究了超声波反射片在中心轴线上的距离对过流通道内水流特性的影响,得到了反射片轴向距离改变与K系数及其标准差的关系;研究了一种新型的渐缩通道结构对超声波流量计过流通道内水流特性的影响。最后,在综合计算结果分析得到最优声道的基础上,计算了该声道不同流量点下的水流特性,给出了K系数分布曲线。

超声流量计属于速度式流量计,多声路超声流量计需要进行复杂运算才能得到流量,其采用的数学模型对测量准确度有着非常重要的意义。分析了超声流量计的流量积算原理,介绍了2种Gauss型的声路布置方案,推算了各自的声路高度与权重系数。Gauss型积分方案之所以存在截断误差,是由于实际声路速度无法为相应阶数的代数多项式所精确表达。Gauss型积分方案的平均流速并非简单的面积加权平均值,而是提高了中间部分声路的权重系数,其积分准确度明显优于面积加权平均,且声路数越多,积分准确度越高。

以电磁流量计传感器空管试验为基础，讨论了空管状态下的信号等效模型，研究了空管状态的信号特点，讨论了基于附加激励的相对电导率空管检测方法的特性，提出了一种基于干扰幅值变化分析的空管检测方法，并讨论了相关的实现方法。

针对在不具备直管段安装条件时,如何合理地选取多声道超声流量计的声道数量、测量断面及安装角度,本文从数学建模、误差分析、数值计算仿真与试验分析等方面,对DN400多声道超声流量计在弯管中的适应性进行了综合研究。利用高斯-雅克比数值积分法,给出了试验数据处理与数值仿真的数学模型,并分析了模型误差及横流的影响,提出利用双断面测量可减小横流的影响,并在数值仿真和试验中得到了验证。通过对声道数量、测量断面、安装角度进行数值仿真和试验表明,安装角度对低流速测量影响显著,最佳安装角应为0°;高流速测量应选用双断面,可根据测量精度的要求选用8声道或18声道。仿真结果与试验结果得到了很好的吻合,为进一步指导试验奠定了理论基础。

为满足不断发展的超声波气体流量计测量精度的需要,改进传感器的设计精度和有效降低安装测试及样机调试成本,针对制约超声波气体流量计测量精度主要误差源之一的管道流场分析问题,结合计算机建模数值仿真技术及实验技术对其流场设计参数以及弯管安装条件等对超声波测量误差产生原因进行定量分析。理论研究和仿真实验结果表明,可以量化分析气体超声波流量计流场误差产生的原因、范围,并通过限定流场修正系数更有效地降低其测量误差,这项研究对该超声波气体流量计的优化设计和工程应用具有一定的指导意义。

本文利用实验室常备数字仪器结合虚拟仪器技术，设计并实现了超声波流量计研究平白。该系统中运行于上位机的应用程序控制Agilent 33220A数字信号发生器激励压电陶瓷传感器发射超声波，并控制Agilent DS06012A数字示波器采集和存储超声波传感器接收到的信号，将其传送至上位机，然后蒯用MATLAB程序完成超声波信号处理及时差计算，进而求得破测流量。该平台为更高效地研究和开发新型超声波流量计提供了条件。

研究基于正交解调的科里奥利质量流量计的信号处理方法.提出了表示质量流量信号和噪声的传感器输出信号的模型,给出了求解信号频率、幅值和相位差的计算公式,研究了两种滤波方式,设计了两种信号处理的方案.仿真结果表明,该研究方法是有效的.

阐述了一种具有旋转流修正性能双涡轮质量流量测量方法,包括传感器基本结构、动量矩理论模型及实现方法.在传统的动量矩理论模型的基础上,提出了不稳定流态下的第二涡轮修正方法,实验表明样机在1∶10量程内重复性误差在0.2%以内.

提出了利用FFT相位判别来消除流场脉动干扰对旋进旋涡流量计测量影响的方法.研究了流体脉动对旋进旋涡流量计旋进旋涡效应特性的影响.在流量计实验装置上对50mm口径旋进旋涡流量计进行了实验研究.实验表明:流体脉动干扰压力与旋进旋涡效应的脉动压力间存在线性迭加关系以及流场脉动干扰使旋进旋涡流量计传感器输出产生主频移动现象.数值实验表明了本方法的有效性.