壓力是液壓系統(tǒng)的重要參數(shù)之一,與系統(tǒng)的運行狀態(tài)密切相關(guān)。超聲波在液體中傳播時,可以作為液體壓力信息的載體,因此,通過測量聲速進行換算則可獲得壓力的大小,這是一種液壓系統(tǒng)壓力非接觸式超聲波檢測方法。與傳統(tǒng)的接觸式檢測方法相比具有安裝方式靈活,使用簡便,不改變液體狀態(tài),不產(chǎn)生附加阻力等優(yōu)點。然而大量資料表明,用超聲波非接觸式檢測壓力參數(shù)的研究尚屬于探索階段,非常值得人們?nèi)パ芯俊?本課題在吸取成熟的超聲波測量流量理論及其有關(guān)硬件電路的基礎(chǔ)上,研制出一套以單片機技術(shù)為核心的實驗超聲波測壓儀。該儀器利用“脈沖回鳴法”作為超聲波聲速測量的方法,電路簡單易行且信號測量準確; 運用人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的方法構(gòu)建數(shù)學(xué)模型,建立聲速與壓力之間的對應(yīng)關(guān)系,提高了系統(tǒng)的精度;設(shè)計傳感器驅(qū)動電路、自動增益控制電路和接收探頭控制電路等電路,重點解決了超聲波信號的有效檢測問題;采用了光電耦合集成電路、濾波電路、隔離驅(qū)動、看門狗監(jiān)視器、軟件陷阱等軟硬件抗干擾方法,提高了系統(tǒng)的穩(wěn)定性和抗干擾的能力;利用單片機作為該測試儀硬件電路的主控芯片,簡化了系統(tǒng)結(jié)構(gòu),降低了系統(tǒng)成本。 總之,通過對本測試系統(tǒng)進行初步的研究和探索,表明本文所... 

【文章來源】：西安科技大學(xué)陜西省

【文章頁數(shù)】：70 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

超聲波探頭

界上產(chǎn)生波型轉(zhuǎn)換的原理，在探頭在加上聲楔，可以使晶片產(chǎn)生的縱波經(jīng)聲楔傾斜入射到被測流體中轉(zhuǎn)換成橫波。對聲楔的設(shè)計主要考慮兩個方面：一是獲得所需要的波型和足夠的聲能；二是要設(shè)計合適的聲楔形狀，使得由界面上反射回來的聲波經(jīng)聲楔多次反射、散射消耗掉，而回不到壓電晶片上來，以減少雜波，確保檢測信號的正確判別。為此，常在聲楔前端面、頂面上開設(shè)聲陷阱，粘附吸收塊等，以便吸收界面反射回來的聲能。2.3 超聲波傳感器的驅(qū)動信號對其工作特性的影響超聲波傳感器可等效為一個電容、電感和電阻串聯(lián)的共振電路。由于超聲波傳感器具有共振特性，即使將方波輸入到發(fā)射傳感器，接收傳感器的輸出也會是正弦波。每一種換能器都有其中心頻率，要使換能器工作在最佳狀態(tài)，其驅(qū)動信號頻率應(yīng)與換能器中心頻率一致。本課題中換能器的驅(qū)動信號為脈沖信號，在換能器正確安裝的前提下，當(dāng)脈沖寬度的大小與換能器頻率之間保持一定的關(guān)系時，可得到的換能器輸出信號的信噪比最高。對下圖(a)所示脈沖信號進行頻譜分析，其幅頻特性如圖(b)所示。

4 超聲波液體測壓儀的聲速測量電路設(shè)計WQT =extC .tR .Ln2 其中：外接電容extC 接在extC (正)和extR /extC 之間；外接電阻tR 接在extR /extC 和 VCC 之間；同時為了改善脈沖寬度的精度度，可讓intR 開路。在本課題中所選用的傳感器頻率為 150KHZ，脈沖寬度WQT 為 10us。在硬件中，根據(jù)上式外接電容extC 取 0.01uf,則外接電阻tR 可取 1.5K 。表 4.1 SN74LS121S 功能表

【參考文獻】：
期刊論文
[1]新型智能超聲波流量儀的研制開發(fā)[J]. 甘安平.  中國計量. 2002(01)



本文編號：3030433