【摘要】：本論文主要研究了超聲波明渠液位的測量方法。設(shè)計(jì)并實(shí)現(xiàn)了基于嵌入式DSP的軟件和硬件系統(tǒng)。鑒于目前明渠液位測量的的特點(diǎn)和不足之處,本文研究了利用超聲波信號對明渠液位進(jìn)行非接觸式測量的方法。通過聲阻抗變換的方法提高超聲波在空氣介質(zhì)中的傳播效率,并利用匹配濾波的方法提高遠(yuǎn)距離液面反射回波的信噪比,在增加聲波作用距離的同時提高了回波時間的測量精度。 本論文主要有以下三個方面: 1.論文詳細(xì)介紹了超聲波明渠液位測量的原理和方法,分析了影響超聲波明渠液位測量精度和測量量程的因素。采用溫度補(bǔ)償法修正了聲速變化帶來的誤差,利用聲阻抗變換原理和匹配濾波的方法提高了超聲波回波信號的信噪比。 2.設(shè)計(jì)了基于嵌入式DSP為核心的軟件及硬件系統(tǒng)。硬件部分設(shè)計(jì)了超聲波信號的發(fā)射和接收電路、回波信號采集電路以及溫度測量電路等,軟件部分將信號處理算法在DSP系統(tǒng)上進(jìn)行了實(shí)現(xiàn)。設(shè)計(jì)了系統(tǒng)與中心站之間的通信協(xié)議,實(shí)現(xiàn)了測量數(shù)據(jù)的存儲、讀取功能。 3.實(shí)驗(yàn)研究工作,通過實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證本文所采用的方法及其實(shí)現(xiàn)的系統(tǒng)。
[Abstract]:In this paper, the measurement method of ultrasonic liquid level in open channel is studied. The software and hardware system based on embedded DSP is designed and implemented. In view of the characteristics and shortcomings of open channel liquid level measurement at present, this paper studies the method of non-contact measurement of open channel liquid level using ultrasonic signal. The acoustic impedance transform method is used to improve the propagation efficiency of ultrasonic wave in air medium, and the signal to noise ratio (SNR) of the echo reflected from a long distance liquid surface is improved by using the method of matched filter. The measurement accuracy of echo time is improved at the same time as increasing the range of acoustic wave action. This paper mainly has the following three aspects: 1. In this paper, the principle and method of ultrasonic liquid level measurement in open channel are introduced in detail, and the factors influencing the measurement accuracy and measurement range of ultrasonic open channel liquid level are analyzed. The error caused by the change of sound velocity is corrected by temperature compensation method, and the signal-to-noise ratio of ultrasonic echo signal is improved by using the principle of acoustic impedance transform and the method of matched filter. 2. The software and hardware system based on embedded DSP is designed. In the hardware part, the ultrasonic signal transmitting and receiving circuit, the echo signal collecting circuit and the temperature measuring circuit are designed. In the software part, the signal processing algorithm is implemented on the DSP system. The communication protocol between the system and the central station is designed, and the storage and reading function of the measurement data is realized. The method and the system are verified by experiment.
【學(xué)位授予單位】：沈陽航空航天大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2012
【分類號】：TP274.53;TP368.1

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5 鄒W，

本文編號：2183737