回波信号处理方法研究及其在远程工业密度计中的应用

发布时间：2021-01-07 00:50

　　随着我国化工工业技术的快速发展,化工生产线智能化的需求不断增加,相应的在线工业智能仪表应运而生。其中超声波密度测量仪表在工作过程中,由于对回波信号的采集精度较低,且采集后的信号中含有大量干扰噪声,使其测量精度不理想。为提高超声波密度计测量精度,本课题通过优化超声波回波采集模块及改进回波信号处理方法,以提高超声波回波信号信噪比,从而改善测量结果。另一方面,目前现有的大多数超声波密度测量仪表仍需进行现场操作,且可与原有生产设备相兼容的仪表种类较少。针对此问题本课题采用HART协议作为远程工业密度计通信部分的解决方案,不但解决了传统4²0mA电流回路中只能传输单一信号的问题,而且兼顾了对原有集散控制系统（DCS）中4²0mA电流回路的兼容性,最终完成相关软硬件设计,研制出一套高精度的远程工业超声波密度计,并适用于国内大多数的化工生产企业。论文的工作内容主要体现在以下几个方面:（1）根据对超声波密度计在测量过程中的回波信号传播特点及其采样需求的分析,设计了基于随机等效采样原理的回波信号采集模块。并通过缩短步进脉冲的发射时间间隔,来提高随机等效采样精度... 

【文章来源】：兰州交通大学甘肃省

【文章页数】：61 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

声曲线式密度计测量原理图

回波信号处理方法研究及其在远程工业密度计中的应用-10-图2.2差拍等效采样原理2.2.2顺序等效采样顺序等效采样方法是通过固定的时间间隔t，使每一周期的采样点相比于前一周期采样点都向后延迟间隔t进行采样，通过对一定次数的周期进行采集，回波信号的各个部分终将会被全部采样一遍，然后根据预先设定的采样顺序重组出被测信号波形。顺序等效采样方法原理如图2.3所示，其实质是将不同周期的采样点重新组合成单个周期的完整信号，因此该方法对触发点的准确性要求较高，触发时的任何抖动都有可能导致重构信号的失真。图2.3顺序等效采样原理2.2.3随机等效采样随机等效采样是通过每一周期信号触发时刻与ADC采样时钟的时间差来确定采样数据在回波信号中的时域位置，并且其采样中每一周期的动作是在任意时刻发生的，也

回波信号处理方法研究及其在远程工业密度计中的应用-10-图2.2差拍等效采样原理2.2.2顺序等效采样顺序等效采样方法是通过固定的时间间隔t，使每一周期的采样点相比于前一周期采样点都向后延迟间隔t进行采样，通过对一定次数的周期进行采集，回波信号的各个部分终将会被全部采样一遍，然后根据预先设定的采样顺序重组出被测信号波形。顺序等效采样方法原理如图2.3所示，其实质是将不同周期的采样点重新组合成单个周期的完整信号，因此该方法对触发点的准确性要求较高，触发时的任何抖动都有可能导致重构信号的失真。图2.3顺序等效采样原理2.2.3随机等效采样随机等效采样是通过每一周期信号触发时刻与ADC采样时钟的时间差来确定采样数据在回波信号中的时域位置，并且其采样中每一周期的动作是在任意时刻发生的，也


本文编号：2961569