阐述了超声波液位测量系统的基本组成;重点说明了一种满足复杂工况测量要求的超声波液位测量仪的设计,包括新型驱动电路,发射电路与接收电路之间的接口电路和信号处理电路等;提出了单探头超声波测量系统中减小盲区的方法;介绍了基于AVR系列单片机的智能化超声波液位测量系统,以及数据处理算法和温度补偿.经过测试,仪表实际测量误差为0.2 % ～ 0.8 %,能够满足工业现场超声波测量的需要.

介绍了一种基于标记分子法的新型电离式气体流量计.该流量计通过测量气体若干点的流速反映总体气体的流量.设计了微弱电流信号处理的硬件模拟电路;分析和计算了影响测量精度的硬件电路时间延迟;实现了在恶劣环境下大管径气体流量的准确测量.

描述了超声波脉冲回波测距系统的基本组成;重点对大量程超声波发射电路进行了比较,提出了三种工业用大量程超声波测距系统的激励电路原理,并分析了电感瞬间放电法原理在大量程测距系统中的应用;设计了低噪声程控放大脉冲接收电路,实现大量程条件下信号的稳定接收;提出了在发射和接收电路之间设置"硬开关"和"软开关"的设计概念,彻底切断发射电路和其他回波信号对接收电路的干扰,提高回波信号的信噪比,实现大量程范围内距离的准确测量.最后,对智能回声接收软件的波形分析法进行了简单的介绍,并给出了一些智能化处理的实例.

为了解决圆形封闭管道内散装固体物料流截面相浓度的实时测量问题,提出了一种新型有源栅极式截面相浓度检测方法,它可以有效地减少"位置效应"和"空间滤波效应"给测量精度和实时性带来的影响.设计研制了环形栅极式电容传感器及其变送电路.有限元数值分析及模拟各种流型的试验研究表明采用这种栅极探头可使检测截面的电容灵敏度变分参数SVP显著减少,流型变化对测量精度的影响较小.该方法是一种较理想的圆形封闭管道内气固两相流相浓度检测方法.

本文研制了一种新型的基于开关电容的低噪声超声波测距仪，相比现有的变压器驱动测距仪，它采用一种电容充放电原理的能量球自适应驱动原理，通过能量球内部快速电子开关切换，利用电路谐振原理激励出比储能电容电压高出3～5倍的能量球驱动电压，对超声波探头进行驱动。该能量球具有体积小、噪声低的特点。根据该原理研制的超声波测距仪，在污水厂进行了超声波测距的对比试验。结果表明，该仪表的能量球驱动方式相比变压器驱动方式，量程提高近20％，信噪比提高18．5dB，适用于恶劣工况。

描述了超声波脉冲回波测距系统的基本组成,重点研究了超声波测距系统中的低噪声问题,设计了分时和分区的开关隔离式超声波发射和接收电路,彻底切断了发射电路和其他电干扰信号对接收电路的影响.低噪声"能量球"的设计,极大地提高了回波的信噪比,实现了超声波低功率发射条件下的信号稳定接收.同时介绍了软件滤波器在超声波的智能化低噪声处理方面的应用.

为解决高炉料位测量存在的测量难度大、精度不高等问题，设计了FMCW微波雷达料位测量系统，并从雷达中频信号处理的角度出发，提出一种自适应高精度（AHPE）算法。该算法通过一次快速傅里叶变换（FFT），将幅值最大和次大的谱线之间确定为的频率细化范围，通过比值法对细化范围进行修正，在此频率范围内用自适应抽取ZOOM—FFT算法估算出频率值．仿真表明，在0～50米距离范围内，达到了高精度、高稳定性的要求。

本文一种独特的全软件实时相关流速测量技术，以及一种新的有源栅极式截面相浓度测量方法，它可以有效地解决散装固体物料质量流量测量中的几个关键问题。

设计了超声波探头的结构,给出了详细的探头制作工艺.描述了超声波密度传感器的电路设计,分析了发射电路、接收电路以及智能化单片机信号处理电路等问题.给出了该传感器的一种实用化温度补偿电路及工业上常用汞的测量数据与化学法的对比表.试验证明经过该电路的设计和温度补偿电路的修正,测试精度达到0.25%,能够满足工业现场的需求.