导波雷达液位测量技术和软件设计

发布时间：2020-08-11 07:27

【摘要】：液位计在化工液体生产、石油开采等领域正发挥着重要作用。随着微处理器和信号处理技术的广泛应用也使得液位测量技术得到很大的提高,智能远程监控也逐步应用到许多工业自动化生产中。导波雷达液位计正是在此趋势下出现的一种液位测量设备。导波雷达液位计在低功耗、实时性、高精度等方面有着优秀的表现,同时,价格适中,结构简单,稳定性好,带有通信接口,便于信号传输,在液位测量领域具有巨大的发展前景。本文设计了一款基于时域反射原理的导波雷达液位计,对其所涉及的关键技术作了理论分析,并完成了相关控制软件的设计。该导波雷达液位计以MSP430F149作为控制核心,系统包括:信号产生与捕获模块、信号处理模块及信号传输模块等功能部件。主控软件的开发基于IAR Embedded Workbench交互式开发环境,主要完成控制信号产生、按键操作、参数修改、数据存储及液位测量结果显示等工作。并使用C#语言完成上位机控制界面的设计,其开发平台为微软Visual Studio 2013,通过USB-HART模块实现上位机与下位机模块之间的连接,从而能够在远程端使用计算机对液位进行实时监测和控制。本文首先分析了液位测量技术的研究背景,对液位计的种类作了大致的分类和介绍,并分析了导波雷达液位计的测量原理和独特优势,提出本课题对导波雷达液位计的设计要求和性能指标。再对本课题所设计的导波雷达液位计相关技术和理论作简要介绍,并给出本设计的整体方案设计。将液位计软件系统分为上位机和下位机两大部分,分别对这两个部分采用模块化设计思想,通过给出流程图和部分程序对各个模块进行详细介绍,最后利用导波雷达液位计模拟实验装置进行测量实验,并记录实验数据。通过对液位计实验数据进行分析,可以证实本课题所设计的导波雷达液位计能够完成不同液位高度的测量;通过实验数据的误差分布可以得出,导波雷达液位计测量精度高、重复性好,能够达到1mm的分辨率,其误差等指标均满足设计要求。若后续对液位计进一步完善,则一定能达到更好的液位测量效果。
【学位授予单位】：电子科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2017
【分类号】：TH816

【参考文献】