超聲波氣體流量計(jì).pdf

1、隨著國(guó)民經(jīng)濟(jì)的迅速發(fā)展，冶金、化工等各部門對(duì)氣體大流量的精確測(cè)量要求日益迫切，以達(dá)到進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)節(jié)能、安全生產(chǎn)及控制污染等目的。為了滿足氣體流量測(cè)量不斷提高的要求，超聲波技術(shù)被應(yīng)用于氣體流量檢測(cè)，于是國(guó)際上就出現(xiàn)了一種新興的氣體流量?jī)x表——超聲波氣體流量計(jì)。超聲波氣體流量計(jì)是通過(guò)測(cè)量超聲波脈沖沿順、逆流兩個(gè)方向上聲傳播時(shí)間不同來(lái)測(cè)量氣體的流速和流量的新技術(shù)。由于它對(duì)流體無(wú)阻力，無(wú)壓力損失，受流體物理性質(zhì)限制少，以及使用簡(jiǎn)單等特點(diǎn)，備受業(yè)界

2、關(guān)注，具有很大的前景。 根據(jù)本課題的特點(diǎn)，文中提出了適用于超聲波氣體流量計(jì)的高精度數(shù)字計(jì)時(shí)電路設(shè)計(jì)，計(jì)時(shí)精度可以達(dá)到0.25％，通過(guò)FPGA設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)；系統(tǒng)硬件電路為微控制器+FPGA結(jié)構(gòu)，微控制器是整個(gè)系統(tǒng)的控制核心，F(xiàn)PGA內(nèi)部集成了系統(tǒng)中的大部分?jǐn)?shù)字電路，這種結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)思想大大簡(jiǎn)化了系統(tǒng)硬件電路的復(fù)雜性，增強(qiáng)了系統(tǒng)的穩(wěn)定性與可靠性；本系統(tǒng)的數(shù)字電路采用柔性化設(shè)計(jì)，具有良好的硬件可升級(jí)性，改變FPGA配置電路中存儲(chǔ)器中的程序即可

3、改變系統(tǒng)中的部分硬件電路。 本系統(tǒng)使用的傳感器為發(fā)射/接收型超聲波傳感器，發(fā)射超聲波的中心頻率為125KHz。超聲波傳感器采用單聲道方式，Z型安裝于DN150管道上，聲道與氣體流動(dòng)方向之間的夾角為45°。系統(tǒng)通過(guò)頻差法方式對(duì)管道內(nèi)氣體平均流速進(jìn)行測(cè)量，基本上消除了溫度變化對(duì)系統(tǒng)流速測(cè)量帶來(lái)的影響。 模擬電路主要用于超聲波發(fā)射、接收與處理，是硬件電路設(shè)計(jì)的重要組成部分。模擬電路整體上采用模塊化設(shè)計(jì)，每個(gè)模塊需要實(shí)現(xiàn)各自的功