本文關(guān)鍵詞：嵌入式低功耗超聲波氣體流量計(jì)設(shè)計(jì)，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：近年來,隨著國民經(jīng)濟(jì)快速的發(fā)展,西氣東輸工程的建設(shè),流量測(cè)量在實(shí)際應(yīng)用中變得越來越重要。超聲波氣體流量計(jì)以獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)在流量計(jì)量領(lǐng)域中得到了快速的發(fā)展,與傳統(tǒng)流量計(jì)相比,它沒有阻流件,非接觸檢測(cè)、無壓力損失、量程比寬、計(jì)量精度高等特點(diǎn),是一種新型流量測(cè)量?jī)x器,具有很大的應(yīng)用前景。本課題是有寧波鵬盛科技發(fā)展有限公司投資,通過閱讀大量國內(nèi)外相關(guān)文獻(xiàn),比較國內(nèi)外超聲波流量計(jì)設(shè)計(jì)的方案的優(yōu)缺點(diǎn),選用了時(shí)差法測(cè)量原理,研制出具有國內(nèi)先進(jìn)水平的超聲波氣體流量計(jì)。首先對(duì)超聲波氣體流量計(jì)進(jìn)行整體的介紹,然后分析了時(shí)差法超聲波氣體流量計(jì)的工作原理以及超聲波信號(hào)檢測(cè)原理。通過國內(nèi)外學(xué)者對(duì)超聲波信號(hào)傳播以及衰減機(jī)理進(jìn)行大量實(shí)驗(yàn)研究給出了合適的頻率范圍,并且對(duì)超聲波換能器的特性進(jìn)行了分析,我們選用日本村田制作所所生產(chǎn)的收發(fā)一體型超聲波換能器。本課題提出了以EFM32G890作為整個(gè)系統(tǒng)的微處理器,使用ACAM公司生產(chǎn)高精度時(shí)間數(shù)字轉(zhuǎn)換芯片TDC-GP22作為計(jì)時(shí)測(cè)量核心,并且實(shí)現(xiàn)了以微處理器為核心的硬件電路。系統(tǒng)硬件電路主要包括超聲波發(fā)射電路、接收放大電路、切換電路、比較電路、液晶顯示電路等硬件電路。對(duì)于傳統(tǒng)信號(hào)過零點(diǎn)檢測(cè)計(jì)數(shù),對(duì)電路設(shè)計(jì)要求比較高,而且容易受到干擾信號(hào)影響,所以提出了第一波檢測(cè)法,提高時(shí)差法測(cè)量的精度。本課題中還有另外一個(gè)重要的部分是單片機(jī)程序的編寫,單片機(jī)程序模塊主要有壓力模塊、溫度模塊、第一波檢測(cè)模塊、TDC-GP22計(jì)時(shí)模塊、485通信模塊、液晶顯示模塊等等。程序是采用模塊化編程,這樣方便調(diào)試,能夠很好地完成了EFM32G890為核心控制作用。整個(gè)系統(tǒng)調(diào)試完成后,在寧波鵬盛科技有限公司氣體檢定室進(jìn)行檢定,實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,本課題設(shè)計(jì)的單聲道氣體超聲波流量計(jì)工作穩(wěn)定、精度高,重復(fù)性好,性能高,抗干擾性強(qiáng),能夠達(dá)到國內(nèi)外領(lǐng)先水平。
【關(guān)鍵詞】：超聲波氣體流量計(jì) 超聲波換能器 時(shí)差法 EFM32G890 TDC-GP22
【學(xué)位授予單位】：寧波大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號(hào)】：TH814.92
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-8
• 引言8-9
• 第一章 緒論9-15
• 1.1 課題研究的背景及意義9
• 1.2 國內(nèi)、外研究歷史及發(fā)展現(xiàn)狀9-11
• 1.3 課題選擇的依據(jù)及主要研究的工作11-12
• 1.4 本課題研究的創(chuàng)新點(diǎn)及難點(diǎn)12-13
• 1.5 本文研究的目的及內(nèi)容安排13-15
• 1.5.1 本課題研究的主要內(nèi)容13-14
• 1.5.2 本論文的結(jié)構(gòu)組織安排14-15
• 第二章 超聲波氣體流量計(jì)測(cè)量理論研究15-32
• 2.1 時(shí)差法超聲波流量計(jì)的基本原理15-24
• 2.1.1 傳統(tǒng)時(shí)差法工作原理15-16
• 2.1.2 改進(jìn)時(shí)差法16-17
• 2.1.3 時(shí)差法流量計(jì)算方程17-24
• 2.2 影響時(shí)差法測(cè)量精度的因素24-26
• 2.2.1 機(jī)械方面24-25
• 2.2.2 電子因素25-26
• 2.2.3 現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境因素26
• 2.3 超聲波換能器介紹26-32
• 2.3.1 超聲波換能器的選擇26-30
• 2.3.2 換能器的安裝方式30-32
• 第三章 超聲波氣體流量計(jì)系統(tǒng)硬件電路設(shè)計(jì)32-53
• 3.1 系統(tǒng)硬件電路總體設(shè)計(jì)32-33
• 3.2 超聲波換能器驅(qū)動(dòng)電路設(shè)計(jì)33-38
• 3.2.1 驅(qū)動(dòng)電路總體方案33-35
• 3.2.2 推挽電路介紹35-36
• 3.2.3 高頻變壓器的設(shè)計(jì)36-38
• 3.2.3.1、變壓器磁芯性能的要求36-37
• 3.2.3.2、繞組匝數(shù)的計(jì)算37-38
• 3.3 高壓隔離電路的設(shè)計(jì)38-43
• 3.4 原始信號(hào)處理電路設(shè)計(jì)43-48
• 3.4.1 電荷放大器的原理43-44
• 3.4.2 電荷轉(zhuǎn)換電路設(shè)計(jì)44-46
• 3.4.3 電荷放大器的設(shè)計(jì)46-48
• 3.4.3.1 電荷放大器的選擇46-47
• 3.4.3.2 反饋電容的選擇47
• 3.4.3.3 反饋電阻的選擇47-48
• 3.5 電荷放大器電路仿真設(shè)計(jì)48-51
• 3.6 電源電路設(shè)計(jì)51-53
• 第四章 超聲波氣體流量計(jì)關(guān)鍵技術(shù)的分析53-80
• 4.1 高精度時(shí)間間隔測(cè)量53-66
• 4.1.1 時(shí)間間隔測(cè)量方法基本原理53-55
• 4.1.2 TDC-GP22工作原理及功能介紹55-58
• 4.1.3 TDC-GP22硬件電路設(shè)計(jì)58-60
• 4.1.4 TDC-GP22硬件程序設(shè)計(jì)60-64
• 4.1.5 硬件低功耗設(shè)計(jì)64-66
• 4.2 回波工作點(diǎn)檢測(cè)66-80
• 4.2.1 回波信號(hào)的放大66-68
• 4.2.2 回波信號(hào)的檢測(cè)68-80
• 4.2.2.1 基于相位的自干涉驅(qū)動(dòng)技術(shù)68-71
• 4.2.2.2 第一波檢測(cè)法71-80
• 第五章 總結(jié)與展望80-82
• 5.1 課題研究的總結(jié)80-81
• 5.2 課題研究的展望81-82
• 參考文獻(xiàn)82-85
• 附錄A 單聲道超聲波氣體流量計(jì)實(shí)物圖85-88
• 在學(xué)研究成果88

【參考文獻(xiàn)】

中國碩士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫 前2條

1 蘭純純;時(shí)差法超聲波流量計(jì)的研究[D];重慶大學(xué);2006年

2 謝靜;新型電荷放大器設(shè)計(jì)[D];西安理工大學(xué);2008年

  本文關(guān)鍵詞：嵌入式低功耗超聲波氣體流量計(jì)設(shè)計(jì)，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

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本文編號(hào)：389108