超声波矿浆浓度计检测精度的研究
发布时间：2022-07-16 14:50
矿浆溶液浓度是选矿生产中工艺参数制定的重要依据。现有矿浆浓度检测方法存在自动化程度不高、无法实时精确检测的不足。超声波测量因其实时和无辐射特性已在矿浆浓度检测领域得到应用,但存在检测精度不高,抗干扰能力差等问题。因此,设计一种高精度、自动化的超声波矿浆浓度计对选矿生产具有重要意义。本文针对超声波矿浆浓度计易受噪声干扰,测量精度不高,抗干扰能力差等问题展开研究。在分析频率、温度、粒径对衰减系数的影响基础上。主要对测量系统中的驱动模块,数据采集模块,电源模块进行分析。从不同方面提出提高系统稳定性和减小测量误差方案。主要工作如下:分析传统驱动电路,根据系统频率要求改进驱动电路设计,得到输出稳定的正弦波。根据换能器接收端信号特点,采用对数放大器进行信号放大及压缩,同时增加低通滤波器,减小噪声干扰。分析模拟转换电路误差,通过选用高精度芯片,并合理设计电路减小误差。为减小温度对声衰减系数的影响,优化系统结构,增加测温装置进行温度补偿。通过增加滤波电路,减小电源纹波。分析换能器性能和传统匹配电路,优化传统串联电感匹配电路,使换能器输出波形稳定。采用最小二乘法建立温度、浓度与衰减系数关系式,进行浓度标...
【文章页数】：72 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
abstract
引言
第1章 绪论
1.1 课题研究背景及意义
1.2 矿浆浓度检测方法
1.3 国内外超声检测发展
1.3.1 国外的研究现状
1.3.2 国内的研究现状
1.4 本文主要研究内容
第2章 超声检测技术
2.1 超声波的基本概念及特点
2.2 超声波的特征量
2.2.1 声压
2.2.2 声速
2.2.3 声阻抗
2.2.4 声强
2.3 超声衰减
2.3.1 扩散衰减
2.3.2 散射衰减
2.3.3 吸收衰减
2.3.4 总衰减
2.4 超声测量悬浊液浓度的方法
2.4.1 声速检测法
2.4.2 声阻抗法
2.4.3 声衰减法
第3章 传统测量电路分析
3.1 超声衰减影响因素
3.1.1 频率对声衰减的影响
3.1.2 温度对声衰减的影响
3.1.3 矿粉粒径对声衰减的影响
3.2 电路结构分析
3.3 驱动电路误差分析
3.4 模数转换电路误差分析
3.4.1 模数转换电路的直流误差
3.4.2 模数转换电路的交流误差
3.5 电源模块性能分析
第4章 硬件电路优化
4.1 驱动电路优化设计
4.2 放大电路的优化
4.3 模拟转换电路优化设计
4.4 电源电路优化设计
4.5 测温模块
4.6 其他改善措施
4.7 数字滤波
4.8 本章小结
第5章 超声换能器性能分析
5.1 超声换能器结构
5.2 匹配电路分析与改进
5.2.1 匹配电路分析
5.2.2 匹配电路优化
第6章 系统测试与结果分析
6.1 建立声衰减模型
6.2 实验验证及结果分析
结论
参考文献
致谢
导师简介
企业导师简介
作者简介
学位论文数据集
【参考文献】：
期刊论文
[1]煤泥精选作业中矿浆浓度对各项指标的影响研究[J]. 程翔锐,丁光耀,庞士虎,朱再胜,倪恒球,吴大为. 选煤技术. 2018(03)
[2]高精度弱信号放大电路的设计[J]. 尤啟明,周俊,詹康,蔡桢荻,吴继新. 电子测试. 2017(15)
[3]基于VCA810的大动态范围AGC电路设计[J]. 罗有亮,魏连魁,刘杰. 电子设计工程. 2016(04)
[4]超声换能器驱动电路及其回波接收电路设计分析[J]. 李享. 科技与创新. 2015(22)
[5]煤泥水浓度检测的现状与发展趋势[J]. 陈俊涛,张乾龙,杨露. 煤炭技术. 2014(11)
[6]超声波泥水密度检测影响因素的研究[J]. 姚丽,胡宇,赵海峰. 计算机仿真. 2014(10)
[7]压电换能器T型匹配电路的优化[J]. 王磊,王时英. 压电与声光. 2014(05)
[8]不同介质中超声波传播速度测量方法之比较[J]. 李艳琴. 大学物理实验. 2014(02)
[9]基于超声衰减谱和相速度的颗粒粒径测量[J]. 章维,苏明旭,蔡小舒. 化工学报. 2014(03)
[10]具有温度补偿功能的超声波测距系统设计[J]. 兰羽. 电子测量技术. 2013(02)
博士论文
[1]基于不同超声信号变换的食品溶液浓度检测研究[D]. 孟瑞锋.浙江大学 2012
[2]超声波矿浆粒度检测的非线性建模研究[D]. 何桂春.北京科技大学 2006
硕士论文
[1]超声波矿浆粒度与浓度检测系统的研究[D]. 魏露.燕山大学 2016
[2]基于超声衰减的污水悬浊液浓度检测装置研究[D]. 张宁波.浙江大学 2016
[3]基于超声衰减的纸浆浓度检测系统研究[D]. 胡顺杰.齐鲁工业大学 2015
[4]超声波泥浆密度在线检测系统研究[D]. 伍科.沈阳工业大学 2015
[5]超声波泥浆传播衰减特性分析[D]. 王丹阳.沈阳工业大学 2014
本文编号：3662715
【文章页数】：72 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
abstract
引言
第1章 绪论
1.1 课题研究背景及意义
1.2 矿浆浓度检测方法
1.3 国内外超声检测发展
1.3.1 国外的研究现状
1.3.2 国内的研究现状
1.4 本文主要研究内容
第2章 超声检测技术
2.1 超声波的基本概念及特点
2.2 超声波的特征量
2.2.1 声压
2.2.2 声速
2.2.3 声阻抗
2.2.4 声强
2.3 超声衰减
2.3.1 扩散衰减
2.3.2 散射衰减
2.3.3 吸收衰减
2.3.4 总衰减
2.4 超声测量悬浊液浓度的方法
2.4.1 声速检测法
2.4.2 声阻抗法
2.4.3 声衰减法
第3章 传统测量电路分析
3.1 超声衰减影响因素
3.1.1 频率对声衰减的影响
3.1.2 温度对声衰减的影响
3.1.3 矿粉粒径对声衰减的影响
3.2 电路结构分析
3.3 驱动电路误差分析
3.4 模数转换电路误差分析
3.4.1 模数转换电路的直流误差
3.4.2 模数转换电路的交流误差
3.5 电源模块性能分析
第4章 硬件电路优化
4.1 驱动电路优化设计
4.2 放大电路的优化
4.3 模拟转换电路优化设计
4.4 电源电路优化设计
4.5 测温模块
4.6 其他改善措施
4.7 数字滤波
4.8 本章小结
第5章 超声换能器性能分析
5.1 超声换能器结构
5.2 匹配电路分析与改进
5.2.1 匹配电路分析
5.2.2 匹配电路优化
第6章 系统测试与结果分析
6.1 建立声衰减模型
6.2 实验验证及结果分析
结论
参考文献
致谢
导师简介
企业导师简介
作者简介
学位论文数据集
【参考文献】：
期刊论文
[1]煤泥精选作业中矿浆浓度对各项指标的影响研究[J]. 程翔锐,丁光耀,庞士虎,朱再胜,倪恒球,吴大为. 选煤技术. 2018(03)
[2]高精度弱信号放大电路的设计[J]. 尤啟明,周俊,詹康,蔡桢荻,吴继新. 电子测试. 2017(15)
[3]基于VCA810的大动态范围AGC电路设计[J]. 罗有亮,魏连魁,刘杰. 电子设计工程. 2016(04)
[4]超声换能器驱动电路及其回波接收电路设计分析[J]. 李享. 科技与创新. 2015(22)
[5]煤泥水浓度检测的现状与发展趋势[J]. 陈俊涛,张乾龙,杨露. 煤炭技术. 2014(11)
[6]超声波泥水密度检测影响因素的研究[J]. 姚丽,胡宇,赵海峰. 计算机仿真. 2014(10)
[7]压电换能器T型匹配电路的优化[J]. 王磊,王时英. 压电与声光. 2014(05)
[8]不同介质中超声波传播速度测量方法之比较[J]. 李艳琴. 大学物理实验. 2014(02)
[9]基于超声衰减谱和相速度的颗粒粒径测量[J]. 章维,苏明旭,蔡小舒. 化工学报. 2014(03)
[10]具有温度补偿功能的超声波测距系统设计[J]. 兰羽. 电子测量技术. 2013(02)
博士论文
[1]基于不同超声信号变换的食品溶液浓度检测研究[D]. 孟瑞锋.浙江大学 2012
[2]超声波矿浆粒度检测的非线性建模研究[D]. 何桂春.北京科技大学 2006
硕士论文
[1]超声波矿浆粒度与浓度检测系统的研究[D]. 魏露.燕山大学 2016
[2]基于超声衰减的污水悬浊液浓度检测装置研究[D]. 张宁波.浙江大学 2016
[3]基于超声衰减的纸浆浓度检测系统研究[D]. 胡顺杰.齐鲁工业大学 2015
[4]超声波泥浆密度在线检测系统研究[D]. 伍科.沈阳工业大学 2015
[5]超声波泥浆传播衰减特性分析[D]. 王丹阳.沈阳工业大学 2014
本文编号：3662715
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