微波固体流量计信号处理研究与系统实现

发布时间：2022-02-05 03:04

　　随着社会生产的高速发展,人们对工业生产中固体流量的测量提出了测量精度更高、测量速度更快、测量成本更低、使用更方便的要求。微波传感器向测试管道发射24GHz的微波信号,并接收到回波信号,然后将回波信号与发射信号混频、滤波得到多普勒信号。多普勒信号经采集和信号处理最后获得流量数据。论文主要贡献为:1.对微波固体流量计相关背景知识做了相应阐述。以微波法为基础探讨了微波固体流量计的测量原理和系统的组成,同时阐述了系统中应用到的一些关键技术,其中包括多普勒效应、速度-浓度测量法、拟合算法、功率谱估计、参数确定方法、回波信号分析等。2.给出微波固体流量计的硬件设计,主要包括信号处理器硬件设计和信号转换器硬件设计,其主控芯片都是FPGA。信号处理器和信号转换器的硬件电路设计相似。有关FPGA电路硬件设计单独给出了表述。3.设定了上位机、信号处理器和信号转换器三个系统之间数据传输的通信协议;提出了信号处理器和信号转换器的FPGA程序设计方案;并对各子系统之间的传输协议、程序设计进行了详细说明。采用ISE和ModelSim对关键功能模块程序,比如AD采集、FIR、FFT、滑窗滤波等,进行了仿真,验证了时... 

【文章来源】：成都信息工程大学四川省

【文章页数】：72 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

多普勒频率计算示意图

图 2-4 测量场景示意图传感器发射单频连续波；然后又接收流体的回波信号；两路混频滤波后得普勒信号。再传输到信号处理器进行下一步运算。最后得到速度、浓度、流值。.3.3 流量计算式在计算前，我们必须清楚固体质量流量定义。我们将质量流量定义如下：时间内通过测量管道的某个横截面的的流体颗粒的质量。固体质量流量单位每小时。计量符号为 T/ h。横截面积A质量m速度V浓度 图 2-5 流体流过管道横截面示意图设质量 m 的固体流体时间 t 内流经测量体的某个截面，示意图如图 2-5 所

图 3-2 AS 模式电路原理图2、JTAG 模式如图 3-3 所示为信号处理器和信号转换器 JTAG 模式的电路原理图。一般FPGA 默认使用 JTAG 模式，因为其优先等级最高，并且 JTAG 不需要任片，几乎每个 FPGA 都可以用 JTAG 来下载程序。使用 JTAG 时，关于配配置则会被忽略。当 ISE 生成.bit 文件后，通过 JTAG 接口，程序就可以FPGA 中。JTAG 模式下，一旦掉电，程序不会保存，所以每次断电后必须载.bit 文件。因此这种模式只用于调试阶段。

【参考文献】：
期刊论文
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硕士论文
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本文编号：3614440