發(fā)布時間：2016-12-07 15:23

  本文關(guān)鍵詞：基于DSP的超聲波流量計，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

《河南理工大學》 2010年

基于DSP的超聲波多普勒流量計設(shè)計與研究

范樂  

【摘要】： 目前,超聲波多普勒流量計以其不破壞流場、通用性好、對流體的壓力、粘度等因素不敏感等特點得到廣泛應(yīng)用。然而,在實際應(yīng)用中由于超聲波在流體中的傳播會受到流體流速、管徑、溫度等因素的影響,從而影響超聲波多普勒流量計的測量精度,因此還需要進一步地改進和修正。 本文首先在查閱了大量國內(nèi)外超聲波流量計文獻的基礎(chǔ)上,針對固液兩相流體中存在的流速截面誤差問題,將信息融合技術(shù)和神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)相結(jié)合,提出了將管道截面分為若干個信息窗分別進行數(shù)據(jù)采集的分區(qū)測量方法。其次,在分析了影響超聲波多普勒流量計測量精度的各因素后,本文以TMS320LF2407A DSP為核心設(shè)計超聲波多普勒流量測量系統(tǒng),其硬件電路中引入GPRS模塊來實現(xiàn)對數(shù)據(jù)的采集;其軟件部分有主程序、數(shù)據(jù)監(jiān)控程序及數(shù)據(jù)處理程序等內(nèi)容;再次,系統(tǒng)利用以快速傅里葉變換(FFT)為基礎(chǔ)的周期圖法和峰值逼近算法,并配合數(shù)字濾波技術(shù)實現(xiàn)多普勒信號在頻域內(nèi)的處理。最后,在THZK-1型測控技術(shù)綜合試驗平臺上完成硬件調(diào)試,利用CCS2000和MATLAB軟件完成軟件調(diào)試,并在自行搭建的試驗管道上測得流量數(shù)據(jù)。通過試驗分析,該系統(tǒng)的方案設(shè)計在有效提高測量精度等方面達到了工業(yè)生產(chǎn)的基本要求。

【關(guān)鍵詞】：
【學位授予單位】：河南理工大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2010
【分類號】：TH814.92
【目錄】：

致謝4-5

摘要5-6

Abstract6-10

1 緒論10-14

1.1 立題背景10

1.2 超聲波多普勒流量計的研究現(xiàn)狀10-12

1.3 超聲波多普勒流量計研究者有待解決的問題12-13

1.4 課題研究內(nèi)容13

1.5 本章小結(jié)13-14

2 超聲波多普勒流量計的工作原理14-22

2.1 超聲波流量計的分類14

2.2 多普勒效應(yīng)分析14-17

2.2.1 觀察點相對靜止，聲源運動15-16

2.2.2 聲源相對靜止，觀察點運動16-17

2.3 超聲波多普勒流量計的測量原理17-19

2.4 影響測量精度的因素及分析19-21

2.4.1 管道中流體流速的分布規(guī)律19-20

2.4.2 被測介質(zhì)溫度對測量過程的影響20-21

2.5 本章小結(jié)21-22

3 流量測量系統(tǒng)的總體方案設(shè)計22-30

3.1 分區(qū)測量方法分析22

3.2 基于信息融合技術(shù)建立多聲通道流量方程22-24

3.3 換能器的布置方案24-25

3.4 系統(tǒng)整體設(shè)計方案25-26

3.5 FFT 算法的研究26-28

3.6 本章小結(jié)28-30

4 硬件電路設(shè)計30-44

4.1 系統(tǒng)整體硬件結(jié)構(gòu)圖30-31

4.2 模擬電路部分設(shè)計31-37

4.2.1 超聲波發(fā)射電路設(shè)計31

4.2.2 切換電路設(shè)計31-32

4.2.3 接收調(diào)理電路設(shè)計32-37

4.3 數(shù)字電路部分設(shè)計37-40

4.3.1 DSP 芯片選擇37-38

4.3.2 DSP 片外存儲結(jié)構(gòu)設(shè)計38-39

4.3.3 JTAG 仿真接口電路39

4.3.4 D/A 轉(zhuǎn)換39-40

4.4 GPRS 遠程數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)40-43

4.4.1 GPRS 芯片選擇40-41

4.4.2 GPRS 數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)設(shè)計41-42

4.4.3 GPRS 遠程數(shù)據(jù)發(fā)送系統(tǒng)設(shè)計42-43

4.5 本章小結(jié)43-44

5 系統(tǒng)軟件設(shè)計44-56

5.1 軟件設(shè)計流程44-50

5.1.1 主程序流程45

5.1.2 初始化設(shè)置45-46

5.1.3 監(jiān)控模塊46

5.1.4 數(shù)據(jù)處理模塊46-47

5.1.5 GPRS 無線通信模塊47-50

5.2 數(shù)據(jù)處理50-55

5.2.1 多普勒信號分析50-51

5.2.2 數(shù)據(jù)處理方法的選擇51-53

5.2.3 數(shù)字濾波方法53-54

5.2.4 Hopfield 神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)算法54-55

5.3 本章小結(jié)55-56

6 系統(tǒng)軟硬件調(diào)試與試驗分析56-66

6.1 技術(shù)指標56

6.2 系統(tǒng)軟硬件調(diào)試56-63

6.2.1 系統(tǒng)硬件調(diào)試56-59

6.2.2 系統(tǒng)軟件調(diào)試59-63

6.3 流量測量試驗及分析63-64

6.4 本章小結(jié)64-66

7 總結(jié)與展望66-68

7.1 總結(jié)66

7.2 展望66-68

參考文獻68-72

附錄72-75

作者簡介75-76

學位論文數(shù)據(jù)集76

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10 劉巍偉;基于DSP的視覺圖像處理研究[D];河北大學;2009年

  本文關(guān)鍵詞：基于DSP的超聲波流量計，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

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本文編號：207423