本文關(guān)鍵詞：基于DPS技術(shù)的超聲波多普勒流量計(jì)的設(shè)計(jì)，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】： 超聲多普勒流量計(jì)主要用于污水類非純凈液體和混有固體顆粒的兩相流的流量測量，其優(yōu)點(diǎn)是：分辨率高，對流速變化響應(yīng)快；對流體的壓力、粘度和溫度等因素不敏感。但就當(dāng)前測量水平來說，其精度及其它性能都有待于進(jìn)一步提高，因此，超聲多普勒流量計(jì)的研究無論是對于自動化測量技術(shù)的提高還是對于環(huán)保事業(yè)來說，都將是一項(xiàng)極有意義的研究課題。 本課題設(shè)計(jì)的超聲多普勒流量計(jì)引入先進(jìn)的數(shù)字信號處理技術(shù)，在頻域上對多普勒信號進(jìn)行有效的處理，主要處理技術(shù)是以快速傅里葉(FFT)變換為基礎(chǔ)的周期圖法和峰值逼近算法。具體方法是首先對多普勒頻移信號進(jìn)行采樣，再進(jìn)行FFT變換，進(jìn)而得到該信號的功率譜，在功率譜上應(yīng)用峰值頻率的逼近算法，加上適當(dāng)?shù)臄?shù)字濾波技術(shù)，從而得到頻移信號所對應(yīng)的頻率值，在此基礎(chǔ)上，根據(jù)多普勒效應(yīng)原理，求取管道中流體流速及其它數(shù)據(jù)量。為進(jìn)一步提高精度，在進(jìn)行數(shù)據(jù)采樣時，采樣率的選擇根據(jù)頻率值進(jìn)行了分段設(shè)置，提高了FFT變換的頻譜分辨率。由于要進(jìn)行大量的數(shù)據(jù)處理，硬件電路采用TI公司的TMS320F240 DSP作為核心處理器件，從而滿足系統(tǒng)實(shí)時性的要求。硬件電路除了核心器件外，還輔以其他濾波及放大電路等，最終推出一款結(jié)構(gòu)簡單、系統(tǒng)完善的新型超聲多普勒流量計(jì)。 該系統(tǒng)除了具有一般流量計(jì)的顯示功能，如瞬時流量、累計(jì)流量、累計(jì)時間、瞬時流速的顯示等，還引入了頻譜的動態(tài)顯示，有利于實(shí)時觀測信號狀態(tài)，特別是對于多普勒流量計(jì)的安裝非常有利。在儀表精度和穩(wěn)定性方面，，也有了進(jìn)一步的提高。
【關(guān)鍵詞】：多普勒 流量計(jì) FFT 峰值逼近 TMS320F240 DSP
【學(xué)位授予單位】：大連理工大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2002
【分類號】：TH814.92
【目錄】：

• 1 緒論7-10
• 1．1 超聲波流量計(jì)簡介7-8
• 1．2 超聲多普勒流量計(jì)的發(fā)展8-10
• 2 超聲波多普勒流量計(jì)工作原理10-19
• 2．1 多普勒效應(yīng)10-13
• 2．1．1 聲源運(yùn)動，觀察者相對靜止10-11
• 2．1．2 觀察者運(yùn)動，聲源相對靜止11-13
• 2．2 超聲波多普勒流量計(jì)測量原理13-19
• 2．2．1 工作原理13
• 2．2．2 流量方程13-15
• 2．2．3 有關(guān)流量方程的幾點(diǎn)討論15-19
• 3 系統(tǒng)硬件結(jié)構(gòu)19-34
• 3．1 整體硬件結(jié)構(gòu)框圖19-20
• 3．2 系統(tǒng)電路原理圖20-22
• 3．3 模擬系統(tǒng)模塊22-26
• 3．3．1 低通濾波器TLC1423-24
• 3．3．2 信號放大器AD62324-26
• 3．4 數(shù)字系統(tǒng)模塊26-32
• 3．4．1 TMS320F240 DSP中心處理單元27-29
• 3．4．2 液晶顯示器及電源模塊29-30
• 3．4．3 外部RAM及串行E~2PROM X504530-31
• 3．4．4 模數(shù)轉(zhuǎn)換及4—20mA輸出31-32
• 3．5 硬件抗干擾32-34
• 4 系統(tǒng)軟件結(jié)構(gòu)34-43
• 4．1 系統(tǒng)主程序流程圖34-35
• 4．2 系統(tǒng)各功能模塊介紹35-43
• 4．2．1 初始化模塊介紹35
• 4．2．2 監(jiān)控模塊35-36
• 4．2．3 定時器模塊36-39
• 4．2．4 鍵盤掃描模塊39-40
• 4．2．5 數(shù)據(jù)處理模塊40-41
• 4．2．6 顯示模塊41-42
• 4．2．7 看門狗模塊42
• 4．2．8 串行EEPROM寫入模塊42-43
• 5 數(shù)據(jù)處理43-61
• 5．1 超聲多普勒信號的特點(diǎn)43-45
• 5．1．1 時域表達(dá)式43
• 5．1．2 多普勒信號的頻譜展寬43-44
• 5．1．3 功率譜密度與流速的關(guān)系44-45
• 5．2 數(shù)據(jù)處理方法的選擇45-57
• 5．2．1 周期圖法及其所涉列的問題46-54
• 5．2．2 多普勒頻移的逼近54-56
• 5．2．3 隨機(jī)誤差的數(shù)字濾波方法56-57
• 5．3 實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的分析57-61
• 5．3．1 多普勒信號強(qiáng)和弱時的功率譜的比較57
• 5．3．2 直接尋找峰值與峰值逼近算法的比較57-59
• 5．3．3 濾波效果59-60
• 5．3．4 弱信號和無信號的判別60-61
• 6 新技術(shù)的展望61-64
• 6．1 與FFT相關(guān)的技術(shù)改進(jìn)61-62
• 6．1．1 采用雙窗法減小FFT譜分析估算誤差61
• 6．1．2 頻譜細(xì)化61-62
• 6．2 雙頻法測量62-63
• 6．3 多聲道測量63-64
• 參考文獻(xiàn)64-66
• 致謝66

【相似文獻(xiàn)】

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5 楊亞玲;基于DSP的變頻調(diào)速系統(tǒng)及其可視化的研究[D];廣西大學(xué);2002年

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10 鐘賽飛;基于TMS320F240 DSP的空調(diào)綜合測控儀設(shè)計(jì)[D];合肥工業(yè)大學(xué);2005年

  本文關(guān)鍵詞：基于DPS技術(shù)的超聲波多普勒流量計(jì)的設(shè)計(jì)，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

本文編號：375132