頻差法超聲波流量計的設(shè)計與實(shí)現(xiàn).pdf

1、流量測量技術(shù)是工業(yè)生產(chǎn)、科研過程以及日常生活中不可或缺的一門技術(shù)。超聲波流量計具有非接觸式測量、安裝簡單方便、無需中斷管道、沒有壓力損失、運(yùn)行穩(wěn)定、測量范圍寬和精度較高等優(yōu)點(diǎn)，在天然氣、石油、自來水等工業(yè)與生活領(lǐng)域以及血流量測量等醫(yī)療領(lǐng)域得到廣泛的應(yīng)用。
　　 本文首先對超聲流量測量的歷史發(fā)展、超聲流量測量的特點(diǎn)及應(yīng)用情況進(jìn)行了介紹，然后對超聲流量測量所涉及的管道流場規(guī)律進(jìn)行了分析總結(jié)，并進(jìn)一步對超聲波流量計的基本測量方法做了介

2、紹和總結(jié)。在此基礎(chǔ)之上，提出了本文的系統(tǒng)總體設(shè)計方案和對于性能指標(biāo)的要求，設(shè)計了一個適用于大管徑的頻差式液體超聲流量測量系統(tǒng)。系統(tǒng)以ARM9芯片S3C2440組成的最小系統(tǒng)為控制核心，負(fù)責(zé)對系統(tǒng)的信號進(jìn)行控制，數(shù)據(jù)的通信和流量值換算儲存等工作，系統(tǒng)通過S3C2440發(fā)出PWM波，經(jīng)過激勵電路驅(qū)動超聲波換能器發(fā)射聲信號，在信號接收端設(shè)計了帶有電壓自動增益控制的三級放大和多次濾波電路，從而將能量微弱的有效信號放大以便后續(xù)電路處理，同時提高了

3、系統(tǒng)的硬件抗干擾能力，保證了流量計具備較高的穩(wěn)定性和精度，采用高速比較器芯片和單穩(wěn)態(tài)芯片組成信號檢測電路對信號檢測，判定信號到達(dá)的時刻，并通過主控芯片控制再次發(fā)射信號形成聲環(huán)，最后通過設(shè)計的倍頻電路將輸入的聲環(huán)信號頻率增加，從而提高了系統(tǒng)的測量精度。
　　 在軟件設(shè)計方面，本文對ARM體系結(jié)構(gòu)的移植做了詳細(xì)介紹，為流量測量單元搭建了基于Linux的系統(tǒng)開發(fā)平臺，由于ARM9具有較高的主頻和處理速度，提高了系統(tǒng)的響應(yīng)速度，同時，系