本文關(guān)鍵詞：超聲波幅相調(diào)制法氣體介質(zhì)溫度測量系統(tǒng)研究

  更多相關(guān)文章： 超聲波 溫度 氣體介質(zhì) 飛行時間

【摘要】：溫度測量對于工業(yè)過程的實(shí)時監(jiān)控、設(shè)備安全運(yùn)行等領(lǐng)域有重要意義,獲取準(zhǔn)確的測量溫度是一個有挑戰(zhàn)性的問題。傳統(tǒng)的溫度測量方法按測量方式分類大致分為接觸式和非接觸式測量兩類。接觸式測量方法具有結(jié)構(gòu)簡單、價格低廉等優(yōu)勢。然而,由于檢測部分接觸被測對象,對被測對象原本的溫度分布狀態(tài)造成影響,導(dǎo)致測量誤差。非接觸式測量方法不干擾被測對象溫度分布,彌補(bǔ)了接觸式測量的缺陷,已獲得了廣泛地關(guān)注。由于超聲波具有方向性好、穿透能力強(qiáng)、易于獲得集中的聲能等特性,可適應(yīng)光線昏暗、粉塵濃度大、有毒有害介質(zhì)及強(qiáng)電磁輻射等極端測量場合,被廣泛應(yīng)用于溫度測量領(lǐng)域。本文主要研究超聲波氣體介質(zhì)溫度測量方法。主要的研究工作為：(1)基于超聲波傳播的基本規(guī)律和熱力學(xué)理論,闡明了超聲測溫的原理；指明了超聲波傳播速度與介質(zhì)溫度的關(guān)系；明確了準(zhǔn)確獲取飛行時間(TOF)測量數(shù)據(jù)是超聲溫度測量的基礎(chǔ)。(2)研究分析了多種飛行時間測量方法的原理和優(yōu)缺點(diǎn),為了避免接收波前緣延時的問題,并克服閾值法、互相關(guān)法、相位差法等方法的缺點(diǎn),采用了幅相調(diào)制法測量超聲波氣體介質(zhì)中的飛行時間,可以快速簡單地實(shí)現(xiàn)超聲波飛行時間的首尾節(jié)點(diǎn)標(biāo)定。(3)設(shè)計并制作了超聲波溫度測量系統(tǒng)。以STC單片機(jī)為核心器件,綜合應(yīng)用超聲波換能器、放大電路、多路開關(guān)、施密特反向觸發(fā)器、上位機(jī)等硬件設(shè)備,以及通過單片機(jī)計時器測量TOF的軟件流程,實(shí)現(xiàn)TOF數(shù)據(jù)測量。分析了超聲波溫度測量系統(tǒng)的誤差,研究了電氣誤差、TOF測量方法的誤差和環(huán)境誤差的主要原因及系統(tǒng)誤差對測量結(jié)果的影響,為實(shí)現(xiàn)超聲波氣體介質(zhì)溫度測量奠定了基礎(chǔ)。(4)采用實(shí)驗(yàn)方法證明了超聲波溫度測量系統(tǒng)設(shè)計的合理性和方法的準(zhǔn)確性,明確了氣體介質(zhì)中溫度的測量范圍(35℃-90℃)和測量精度,并提出了一種改進(jìn)的幅相調(diào)制波形,提高了系統(tǒng)的測量速度和效率。
【關(guān)鍵詞】：超聲波 溫度 氣體介質(zhì) 飛行時間
【學(xué)位授予單位】：華北電力大學(xué)(北京)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：TH811;TB559
【目錄】：

• 摘要5-6
• Abstract6-11
• 第1章 緒論11-18
• 1.1 研究的背景和意義11-13
• 1.1.1 常用的溫度測量方法11-13
• 1.2 超聲溫度測量方法13-16
• 1.2.1 國外研究現(xiàn)狀13-14
• 1.2.2 國內(nèi)研究現(xiàn)狀14-16
• 1.3 本文的研究內(nèi)容16-18
• 第2章 超聲波溫度測量原理和方法18-29
• 2.1 超聲波溫度測量基本理論18-21
• 2.1.1 超聲波傳播的基本規(guī)律18-20
• 2.1.2 熱力學(xué)理論20-21
• 2.2 超聲波溫度測量方法21-28
• 2.2.1 飛行時間法21-23
• 2.2.2 飛行時間的測量方法23-28
• 2.3 本章小結(jié)28-29
• 第3章 超聲波溫度測量系統(tǒng)設(shè)計29-46
• 3.1 超聲波溫度測量系統(tǒng)硬件設(shè)計29-41
• 3.1.1 超聲波發(fā)射接收裝置29-32
• 3.1.2 控制電路32-35
• 3.1.3 信號處理電路35-39
• 3.1.4 其他電路39-41
• 3.2 超聲波溫度測量系統(tǒng)軟件設(shè)計41-43
• 3.3 超聲波溫度測量系統(tǒng)誤差分析43-45
• 3.3.1 硬件電路的電氣誤差43
• 3.3.2 TOF測量方法的誤差43-44
• 3.3.3 環(huán)境誤差44-45
• 3.4 本章小結(jié)45-46
• 第4章 超聲波溫度測量實(shí)驗(yàn)46-60
• 4.1 超聲波溫度測量系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)平臺46-49
• 4.2 驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)一：換能器工作狀態(tài)實(shí)驗(yàn)49-50
• 4.2.1 換能器工作狀態(tài)實(shí)驗(yàn)過程49
• 4.2.2 換能器工作狀態(tài)實(shí)驗(yàn)結(jié)果49-50
• 4.3 驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)二：幅相調(diào)制方法可行性實(shí)驗(yàn)50-53
• 4.3.1 幅相調(diào)制方法可行性實(shí)驗(yàn)過程50-51
• 4.3.2 幅相調(diào)制方法可行性實(shí)驗(yàn)結(jié)果51-52
• 4.3.3 幅相調(diào)制方法的改進(jìn)52-53
• 4.4 驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)三：TOF測量實(shí)驗(yàn)53-55
• 4.4.1 TOF測量實(shí)驗(yàn)過程53
• 4.4.2 TOF測量實(shí)驗(yàn)結(jié)果53-55
• 4.5 驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)四：距離測量實(shí)驗(yàn)55-56
• 4.5.1 距離測量實(shí)驗(yàn)過程55
• 4.5.2 距離測量實(shí)驗(yàn)結(jié)果55-56
• 4.6 溫度測量實(shí)驗(yàn)56-58
• 4.6.1 溫度測量實(shí)驗(yàn)過程56-57
• 4.6.2 溫度測量實(shí)驗(yàn)結(jié)果57-58
• 4.7 實(shí)驗(yàn)結(jié)論58
• 4.8 本章小結(jié)58-60
• 第5章 總結(jié)與展望60-62
• 5.1 總結(jié)60
• 5.2 展望60-62
• 參考文獻(xiàn)62-65
• 攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表的論文及其它成果65-66
• 致謝66

【相似文獻(xiàn)】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 王毅;萬英;陳承格;;數(shù)字式溫度測量系統(tǒng)的設(shè)計[J];福建師范大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版);2012年01期

2 張麗娟;;鉑電阻溫度測量系統(tǒng)研究[J];科技致富向?qū)?2012年24期

3 郭豫榮;;基于單片機(jī)的溫度測量系統(tǒng)的設(shè)計[J];赤峰學(xué)院學(xué)報(自然科學(xué)版);2012年17期

4 趙捷;孫桂玲;谷兆麟;;高精度熱療灌注機(jī)溫度測量系統(tǒng)的設(shè)計與實(shí)現(xiàn)[J];南開大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版);2007年05期

5 黎和昌,張瑩;一種高準(zhǔn)確度的多點(diǎn)瞬態(tài)溫度測量系統(tǒng)[J];南昌大學(xué)學(xué)報(理科版);2002年02期

6 吳云峰,葉玉堂,吳澤明,楊先明,秦宇偉;激光微細(xì)加工中微小曝光區(qū)域的計算機(jī)溫度測量系統(tǒng)[J];中國激光;2004年03期

7 劉鵬程;;基于ARM的溫度測量系統(tǒng)[J];科技信息(學(xué)術(shù)研究);2008年18期

8 沈丹鳳;來瑞俊;孔英會;田川;;基于ATmega16A的低功耗高精度橋式溫度測量系統(tǒng)設(shè)計[J];海洋技術(shù);2012年01期

9 包明,施幫利,胡順仁,蔣玲;基于FPGA的多路溫度測量系統(tǒng)[J];西南師范大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版);2005年03期

10 胡津津;李能菲;;基于DS18B20溫度測量系統(tǒng)的設(shè)計[J];科技廣場;2008年01期

中國重要會議論文全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 劉惠惠;胡毅;;基于有限狀態(tài)機(jī)的三坐標(biāo)測量機(jī)溫度測量系統(tǒng)的設(shè)計[A];2008’“先進(jìn)集成技術(shù)”院士論壇暨第二屆儀表、自動化與先進(jìn)集成技術(shù)大會論文集[C];2008年

2 王曉斐;張輝;馮艷;;基于模擬比較器的高精度溫度測量系統(tǒng)[A];2007'儀表，，自動化及先進(jìn)集成技術(shù)大會論文集（二）[C];2007年

3 馬明;;主變溫度測量系統(tǒng)誤差產(chǎn)生原因分析[A];2011年云南電力技術(shù)論壇論文集（入選部分）[C];2011年

4 馬星河;趙軍營;許丹;;無線溫度測量系統(tǒng)的設(shè)計[A];第六屆全國信息獲取與處理學(xué)術(shù)會議論文集（3）[C];2008年

5 王長春;袁慎芳;邱雷;;基于CAN總線的分布式溫度測量系統(tǒng)的設(shè)計與實(shí)現(xiàn)[A];2012航空試驗(yàn)測試技術(shù)學(xué)術(shù)交流會論文集[C];2012年

6 陳旭;;基于AT89S52單片機(jī)的雙路溫度測量系統(tǒng)[A];第三屆全國嵌入式技術(shù)和信息處理聯(lián)合學(xué)術(shù)會議論文集[C];2009年

7 孫士翠;丁恩杰;;基于CAN總線的數(shù)字化溫度測量系統(tǒng)[A];第十六屆全國煤炭自動化學(xué)術(shù)年會、中國煤炭學(xué)會自動化專業(yè)委員會學(xué)術(shù)會議論文集[C];2006年

8 閆冬梅;金海明;顧德英;;基于I~2C總線的多路溫度測量系統(tǒng)[A];第七屆青年學(xué)術(shù)會議論文集[C];2005年

9 方益喜;雷開卓;張群飛;喬子椋;劉浩;;基于三線制恒流源驅(qū)動的高精度溫度測量系統(tǒng)[A];第六屆全國信號和智能信息處理與應(yīng)用學(xué)術(shù)會議論文集[C];2012年

10 潘競順;朱家胡;黃旭光;;基于拉曼反射的分布式光纖溫度測量系統(tǒng)[A];全國第15次光纖通信暨第16屆集成光學(xué)學(xué)術(shù)會議論文集[C];2011年

中國重要報紙全文數(shù)據(jù)庫 前2條

1 傅一飛;二維高爐爐頂煤氣溫度測量系統(tǒng)[N];世界金屬導(dǎo)報;2014年

2 北京信息職業(yè)技術(shù)學(xué)院 劉世泉;基于LM35的遠(yuǎn)程溫度測量系統(tǒng)[N];電子報;2013年

中國碩士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 宋燦;超聲波幅相調(diào)制法氣體介質(zhì)溫度測量系統(tǒng)研究[D];華北電力大學(xué)(北京);2016年

2 常曉瑋;溫室大棚多路溫度測量系統(tǒng)的研究與設(shè)計[D];山東大學(xué);2010年

3 宋書鋒;新型智能化液位溫度測量系統(tǒng)研制[D];華中科技大學(xué);2004年

4 宋志強(qiáng);大功率整流柜溫度測量系統(tǒng)的設(shè)計與實(shí)現(xiàn)[D];大連理工大學(xué);2014年

5 張任;基于單片機(jī)控制的轉(zhuǎn)速和溫度測量系統(tǒng)研究[D];大連交通大學(xué);2013年

6 曾慧琴;智能溫度測量系統(tǒng)[D];西南交通大學(xué);2014年

7 周建;基于以太網(wǎng)的分布式溫度測量系統(tǒng)設(shè)計[D];西南交通大學(xué);2012年

8 孫海林;大尺寸量桿測量中溫度測量系統(tǒng)的研究[D];哈爾濱工業(yè)大學(xué);2006年

9 于園園;基于聲波高溫氣體溫度測量系統(tǒng)的研究[D];沈陽航空航天大學(xué);2015年

10 姚曉龍;多條件下冷藏空間內(nèi)溫度測量的研究[D];天津科技大學(xué);2014年

本文編號：536597