基于時(shí)差法的超聲波流量測(cè)試系統(tǒng)研究.pdf

1、超聲波流量測(cè)量技術(shù)是根據(jù)流體流動(dòng)對(duì)超聲脈沖傳播速度的調(diào)制作用來(lái)實(shí)現(xiàn)測(cè)量的新型測(cè)試技術(shù)。本論文涉及的超聲波流量計(jì)是采用外夾結(jié)構(gòu)的液體超聲波流量計(jì),該類型流量計(jì)具有非接觸測(cè)量、量程范圍寬的特點(diǎn),在其他插入式超聲波流量計(jì)難以安裝以及一些臨時(shí)性流量測(cè)量場(chǎng)合應(yīng)用具有一定的便捷優(yōu)勢(shì)。針對(duì)當(dāng)前國(guó)內(nèi)此類超聲波流量計(jì)在應(yīng)用中的問(wèn)題,本論文主要在超聲脈沖硬件編碼方面進(jìn)行了一些設(shè)計(jì)工作,以期提升有效信號(hào)比例,提升流量計(jì)響應(yīng)速度。另外還在溫度測(cè)試與補(bǔ)償方面做了

2、一些工作,給出了在溫度適應(yīng)性,精度方面得到提升的測(cè)量技術(shù)。
　　 本文在分析了超聲波流量計(jì)各種測(cè)量方法的測(cè)量原理和特點(diǎn)的基礎(chǔ)上,設(shè)計(jì)了一套基于改進(jìn)時(shí)差法的超聲波流量測(cè)試系統(tǒng),采用一對(duì)超聲波探頭交替地發(fā)射和接收超聲波信號(hào),系統(tǒng)處理核心是TI的DSP芯片TMS320F2812,確保系統(tǒng)響應(yīng)速度,并給出了硬件與軟件方案。
　　 流量計(jì)二次表部分設(shè)計(jì)工作包括器件和芯片的選擇、具體參數(shù)的計(jì)算和功能的實(shí)現(xiàn),包括超聲波發(fā)射電路、接收電

3、路、探頭收發(fā)切換控制電路、時(shí)間測(cè)量電路、測(cè)溫電路以及DSP核心電路等。系統(tǒng)采用對(duì)方波信號(hào)經(jīng)FSK調(diào)制后驅(qū)動(dòng)超聲波換能器發(fā)射超聲波,接收端進(jìn)行超聲波信號(hào)解調(diào),來(lái)定位超聲波信號(hào)到達(dá)的時(shí)刻。超聲波編碼信號(hào)在介質(zhì)中的傳播時(shí)間采用德國(guó)ACAM公司的時(shí)間測(cè)量芯片TDC-GP2測(cè)量。
　　 軟件部分包括PWM波的控制產(chǎn)生、瞬時(shí)流量積算以及通訊等。程序的調(diào)度與管理采用TI的DSP/BIOS實(shí)現(xiàn)。
　　 另外,本論文對(duì)該液體超聲波流量計(jì)進(jìn)