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相位差超声波流量计的研制

作　者: 李柏松
导　师: 李一兵
学　校: 哈尔滨工程大学
专　业: 信号与信息处理
关键词: 超声流量计相位差相关分析数字信号处理器
分类号: TH814
类　型: 硕士论文
年　份: 2009年
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引　用: 2次
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内容摘要

在工业测量领域中,超声波流量计以其具有非接触,不受流体物理性质与化学性质影响等特点获得广泛应用。近年来随着电子技术和信号处理方法的引入,使超声波流量计的发展正呈现不断加速的势头,技术不断更新,应用范围不断扩展。本文在分析国内外超声波流量测量发展现状及其测量方法的基础上,给出了一种基于相位差法超声波流量计设计方案。文章首先从流量测量的理论出发,介绍了流速、流量等基本概念,以及在不同流量条件下,流体流速分布情况和流速与流量的关系；对理论公式进行了推导,并给出了相应的测量原理图。通过对相位差检测方法的分析比较,确定以数字信号处理器为核心的处理平台,实现一种基于DSP的相关分析法测量相位差的方法,用软件代替了传统的硬件测量,不仅使系统消除了分离器件之间信号传递的干扰和温度、时间等因素的影响,而且节省了测量系统的成本,使测量更加准确。根据流量测量原理设计了以TI公司的DSP芯片TMS320VC5402为核心的硬件电路。主要包括超声波基准信号的产生,信号的接收与放大,数据采集、存储、显示和DSP处理器系统。对DSP集成开发环境CCS2进行了简要介绍,并在CCS2环境下编写了系统的软件程序,主要包括DDS子程序、A/D转换子程序、相位差算法子程序和显示子程序等,提出了系统优化方法。最后,对影响流体流量测量的各种因素进行了仔细的分析、研究,采用突出主要误差的分配原则,对各种可能误差进行了误差合成,并给出了实验方案和结果。

相位差超声波流量计的研制

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