基于声学技术的矿井风速测量仪器设计

发布时间：2022-02-14 16:23

　　传统的矿井风速测量装置大多采用单点测量方式,文中设计了基于互相关原理的声学技术测速系统,包括信号源的选取、声源和声压传感器的布置、FPGA电路、FT2232H数据采集电路等;开发了一套基于LabVIEW的上位机软件系统,可以实现对风速的实时测量。实验结果表明,该测量系统可以实时准确测量风速。 

【文章来源】：仪表技术与传感器. 2020,(05)北大核心CSCD

【文章页数】：6 页

【部分图文】：

AD9746原理图

声波在矿井传播过程中,信号的幅值在一定程度上会得到衰减,因此在采集声波信号之前必须对信号进行放大和滤波处理,前端放大滤波电路关系到整个采集电路的优劣,必须选择低噪声、低输入偏置电流运算放大器,ADA4004可以满足要求。前端放大滤波电路如图5所示。AD采集电路使用AD7357芯片,该芯片为差分输入、双通道14位SAR ADC、每通道4.2 MSPS,其数字接口为串行接口,每一个采样点至少需要16个时钟周期[11],由FPGA提供时钟信号。满足AD电路的差分输入,采用低失真差分ADC驱动器AD8138实现将单端信号转换成差分信号。其电路图如图6所示。

FT2232H是一款具有高速USB转串行通信协议的芯片。该芯片最大传输速率为480 Mbits/s并且依靠编程可以配置为串行或并行的总线接口方式;具有双通道传输功能,每个通道在芯片内部拥有4 kbyte的发送数据缓存和4 kbyte的接收数据缓存;还具有多种接口的工作模式,其中FT245同步模式下最大传输速度能够达到40 Mbyte/s,FT245异步模式最大传输速度能够达到8 Mbyte/s[12-13]。外接EEPROM用于保存FT2232H芯片配置信息。FT2232H接口电路如图7所示。2.2 系统软件程序设计

【参考文献】：
期刊论文
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本文编号：3624885