ge超声波流量计说明书_基于DSP的超声波多普勒流量计设计与研究

发布时间：2016-12-07 15:23

  本文关键词：基于DSP的超声波流量计，由笔耕文化传播整理发布。

《河南理工大学》 2010年

基于DSP的超声波多普勒流量计设计与研究

范乐  

【摘要】： 目前,超声波多普勒流量计以其不破坏流场、通用性好、对流体的压力、粘度等因素不敏感等特点得到广泛应用。然而,在实际应用中由于超声波在流体中的传播会受到流体流速、管径、温度等因素的影响,从而影响超声波多普勒流量计的测量精度,因此还需要进一步地改进和修正。 本文首先在查阅了大量国内外超声波流量计文献的基础上,针对固液两相流体中存在的流速截面误差问题,将信息融合技术和神经网络相结合,提出了将管道截面分为若干个信息窗分别进行数据采集的分区测量方法。其次,在分析了影响超声波多普勒流量计测量精度的各因素后,本文以TMS320LF2407A DSP为核心设计超声波多普勒流量测量系统,其硬件电路中引入GPRS模块来实现对数据的采集;其软件部分有主程序、数据监控程序及数据处理程序等内容;再次,系统利用以快速傅里叶变换(FFT)为基础的周期图法和峰值逼近算法,并配合数字滤波技术实现多普勒信号在频域内的处理。最后,在THZK-1型测控技术综合试验平台上完成硬件调试,利用CCS2000和MATLAB软件完成软件调试,并在自行搭建的试验管道上测得流量数据。通过试验分析,该系统的方案设计在有效提高测量精度等方面达到了工业生产的基本要求。

【关键词】：
【学位授予单位】：河南理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2010
【分类号】：TH814.92
【目录】：

致谢4-5

摘要5-6

Abstract6-10

1 绪论10-14

1.1 立题背景10

1.2 超声波多普勒流量计的研究现状10-12

1.3 超声波多普勒流量计研究者有待解决的问题12-13

1.4 课题研究内容13

1.5 本章小结13-14

2 超声波多普勒流量计的工作原理14-22

2.1 超声波流量计的分类14

2.2 多普勒效应分析14-17

2.2.1 观察点相对静止，声源运动15-16

2.2.2 声源相对静止，观察点运动16-17

2.3 超声波多普勒流量计的测量原理17-19

2.4 影响测量精度的因素及分析19-21

2.4.1 管道中流体流速的分布规律19-20

2.4.2 被测介质温度对测量过程的影响20-21

2.5 本章小结21-22

3 流量测量系统的总体方案设计22-30

3.1 分区测量方法分析22

3.2 基于信息融合技术建立多声通道流量方程22-24

3.3 换能器的布置方案24-25

3.4 系统整体设计方案25-26

3.5 FFT 算法的研究26-28

3.6 本章小结28-30

4 硬件电路设计30-44

4.1 系统整体硬件结构图30-31

4.2 模拟电路部分设计31-37

4.2.1 超声波发射电路设计31

4.2.2 切换电路设计31-32

4.2.3 接收调理电路设计32-37

4.3 数字电路部分设计37-40

4.3.1 DSP 芯片选择37-38

4.3.2 DSP 片外存储结构设计38-39

4.3.3 JTAG 仿真接口电路39

4.3.4 D/A 转换39-40

4.4 GPRS 远程数据采集系统40-43

4.4.1 GPRS 芯片选择40-41

4.4.2 GPRS 数据采集系统设计41-42

4.4.3 GPRS 远程数据发送系统设计42-43

4.5 本章小结43-44

5 系统软件设计44-56

5.1 软件设计流程44-50

5.1.1 主程序流程45

5.1.2 初始化设置45-46

5.1.3 监控模块46

5.1.4 数据处理模块46-47

5.1.5 GPRS 无线通信模块47-50

5.2 数据处理50-55

5.2.1 多普勒信号分析50-51

5.2.2 数据处理方法的选择51-53

5.2.3 数字滤波方法53-54

5.2.4 Hopfield 神经网络算法54-55

5.3 本章小结55-56

6 系统软硬件调试与试验分析56-66

6.1 技术指标56

6.2 系统软硬件调试56-63

6.2.1 系统硬件调试56-59

6.2.2 系统软件调试59-63

6.3 流量测量试验及分析63-64

6.4 本章小结64-66

7 总结与展望66-68

7.1 总结66

7.2 展望66-68

参考文献68-72

附录72-75

作者简介75-76

学位论文数据集76

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【引证文献】

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  本文关键词：基于DSP的超声波流量计，由笔耕文化传播整理发布。

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本文编号：207423