基于DSP的超聲波氣體流量傳感器.pdf

1、分類號(hào)；島號(hào)!Q2竺里曼12Q2Q魚里@江薛大擎碩士學(xué)位論文基于DSP的超聲波氣體流量傳感器U1trasonicgasflowsensorbasedonDSP指導(dǎo)教師塑衛(wèi)星麴撞作者姓名筮!宣申請(qǐng)學(xué)位級(jí)別亟專業(yè)名稱控制理詮生控劍王猩論文提交日期至Q]曼生墨旦論文答辯日期至Q!曼生魚旦學(xué)位授予單位和日期江菱太堂2Q!曼生魚旦答辯委員會(huì)主席評(píng)閱人江蘇大學(xué)碩士學(xué)位論文摘要近年來(lái)，超聲波氣體流量傳感器的應(yīng)用越來(lái)越廣泛，相比于其它流量計(jì)，超聲波流量

2、計(jì)憑著非接觸式的構(gòu)造，不會(huì)破壞流體的活動(dòng)特性而占據(jù)優(yōu)勢(shì)。本文中使用的超聲流量傳感器適用于低流速、小流量以及小管道口徑場(chǎng)合。由于本設(shè)計(jì)中的流量計(jì)用于醫(yī)用，故要求精度高且易于維護(hù)。本文從超聲波氣體流量計(jì)時(shí)差法的工作原理出發(fā)，對(duì)時(shí)差法測(cè)流機(jī)理作具體分析，并使用改進(jìn)的平行法超聲換能器安裝形式。本文從聲波信號(hào)因素、管內(nèi)流場(chǎng)因素、機(jī)械因素、人為因素以及環(huán)境因素等方面對(duì)造成超聲信號(hào)測(cè)量誤差的影響因子進(jìn)行分析研究，并針對(duì)各種誤差狀況做出相應(yīng)的解決方案設(shè)

3、計(jì)。結(jié)合已有基礎(chǔ)理論分析，構(gòu)建超聲波流量檢測(cè)系統(tǒng)的硬件電路模塊，研究了每部分模塊電路的選型以及匹配性能，建立了從DSP到超聲換能器到多路模擬開(kāi)關(guān)到放大器再到濾波器最后信號(hào)返回到DSP進(jìn)行A／D采樣的電路模式。最后設(shè)計(jì)了測(cè)溫電路，便于進(jìn)行溫度采集。針對(duì)相應(yīng)電路研究了聲波信號(hào)處理的軟件方法，使用互相關(guān)算法求出信號(hào)在管道內(nèi)傳播的時(shí)間，同時(shí)通過(guò)A／D程序，實(shí)現(xiàn)測(cè)溫。在MATLAB上進(jìn)行算法的出圖顯示。分別在實(shí)流測(cè)量和無(wú)流量檢測(cè)狀態(tài)下，得出互相關(guān)

4、波形圖。實(shí)流下的實(shí)驗(yàn)效果表明超聲波氣體流量檢測(cè)系統(tǒng)能可靠運(yùn)作并且數(shù)據(jù)結(jié)果滿足實(shí)驗(yàn)要求并符合實(shí)際情況。零流量狀態(tài)下的試驗(yàn)效果表明該流量計(jì)運(yùn)作良好，不會(huì)產(chǎn)生流量漂移誤差。而后，出圖顯示測(cè)得的不同溫度下對(duì)應(yīng)的流量值，分析氣體溫度變化對(duì)實(shí)測(cè)流量造成的影響。最后采用擬合算法實(shí)時(shí)地反映出標(biāo)準(zhǔn)流量、時(shí)延和溫度數(shù)據(jù)三者間的對(duì)應(yīng)關(guān)系，為系統(tǒng)提供了實(shí)際流量標(biāo)定依據(jù)。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明整個(gè)系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)氣體在管道內(nèi)傳播時(shí)差和氣體溫度的測(cè)量，并且可以滿足流量測(cè)量的要