基于時差法的超聲波流量測試系統(tǒng)研究.pdf

1、超聲波流量測量技術(shù)是根據(jù)流體流動對超聲脈沖傳播速度的調(diào)制作用來實現(xiàn)測量的新型測試技術(shù)。本論文涉及的超聲波流量計是采用外夾結(jié)構(gòu)的液體超聲波流量計,該類型流量計具有非接觸測量、量程范圍寬的特點,在其他插入式超聲波流量計難以安裝以及一些臨時性流量測量場合應(yīng)用具有一定的便捷優(yōu)勢。針對當(dāng)前國內(nèi)此類超聲波流量計在應(yīng)用中的問題,本論文主要在超聲脈沖硬件編碼方面進行了一些設(shè)計工作,以期提升有效信號比例,提升流量計響應(yīng)速度。另外還在溫度測試與補償方面做了

2、一些工作,給出了在溫度適應(yīng)性,精度方面得到提升的測量技術(shù)。
　　 本文在分析了超聲波流量計各種測量方法的測量原理和特點的基礎(chǔ)上,設(shè)計了一套基于改進時差法的超聲波流量測試系統(tǒng),采用一對超聲波探頭交替地發(fā)射和接收超聲波信號,系統(tǒng)處理核心是TI的DSP芯片TMS320F2812,確保系統(tǒng)響應(yīng)速度,并給出了硬件與軟件方案。
　　 流量計二次表部分設(shè)計工作包括器件和芯片的選擇、具體參數(shù)的計算和功能的實現(xiàn),包括超聲波發(fā)射電路、接收電

3、路、探頭收發(fā)切換控制電路、時間測量電路、測溫電路以及DSP核心電路等。系統(tǒng)采用對方波信號經(jīng)FSK調(diào)制后驅(qū)動超聲波換能器發(fā)射超聲波,接收端進行超聲波信號解調(diào),來定位超聲波信號到達的時刻。超聲波編碼信號在介質(zhì)中的傳播時間采用德國ACAM公司的時間測量芯片TDC-GP2測量。
　　 軟件部分包括PWM波的控制產(chǎn)生、瞬時流量積算以及通訊等。程序的調(diào)度與管理采用TI的DSP/BIOS實現(xiàn)。
　　 另外,本論文對該液體超聲波流量計進