超声波流量仪的研究及设计

发布时间：2021-05-05 20:18

　　工业4.0正在掀起一场工业控制领域的变革,而流量作为现代工业领域中三大重要检测参数之一,对它的精确测量意义重大。超声波流量仪作为一种新型流量仪,相比传统的流量仪有比较明显的优势。超声波流量仪通过超声波测量流速,可以采取外夹式的方法安装换能器,继而实现与被测介质的零接触,不仅可以大大扩大可测量液体的范围,对原本无法测量的一些腐蚀性强、导电性为零、含有放射性的液体进行测量,同时由于换能器不会接触被测流体,可以明显减少对流体流速的影响,提高了精确度。本文在国内外的流量仪设计的基础上,运用了TDC-GP21芯片来进行高精度时间间隔测量,并增加了GSM模块,增强了超声波流量仪的信息传输能力。本文首先介绍了流量仪的发展现状和分类,并着重介绍了超声波流量仪的发展历史和研究现状,以及基于不同原理的超声波测流速的方法。其中,重点介绍了本文的研究对象——基于时差法的超声波流量仪的测量原理以及其中最关键的高精度的时间间隔测量技术。接着介绍了本文中所用到的相关技术,如设计硬件电路所用到的PADS软件,编写、调试单片机程序的Keil uVision4软件等。然后是对整个仪表的总体分析,包括可行性分析、需求分析及... 

【文章来源】：东华大学上海市 211工程院校 教育部直属院校

【文章页数】：76 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
一、绪论
    1.1 研究背景
    1.2 流量仪的发展
    1.3 超声波流量仪的发展
    1.4 研究内容
    1.5 本文组织结构
二、时差法超声波流量仪原理
    2.1 超声波的特性
    2.2 时差法超声波流量仪的原理
    2.3 影响超声波流量仪精度的因素
    2.4 超声波换能器的安装
    2.5 高精度时间间隔测量方法
    2.6 本章小结
三、相关开发技术介绍
    3.1 PADS软件
    3.2 Keil uVision软件
    3.3 本章小结
四、系统总体分析
    4.1 可行性分析
    4.2 需求分析
    4.3 功能性分析
    4.4 本章小结
五、系统硬件设计
    5.1 硬件总体设计
    5.2 MCU控制模块
    5.3 测量模块
    5.4 输入输出模块
    5.5 电源模块
    5.6 PCB正反面
    5.7 本章小结
六、系统软件设计
    6.1 系统软件的总体设计
    6.2 主程序
    6.3 测量模块
    6.4 输入输出模块
    6.5 本章小结
七、样机制作和测试
    7.1 样机制作
    7.2 样机测试
    7.3 测试结果
    7.4 本章小结
八、结论与展望
参考文献
攻读硕士期间的研究成果
致谢



本文编号：3170519