本文關(guān)鍵詞：導(dǎo)波雷達(dá)液位計(jì)測量技術(shù)研究，，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：液位計(jì)是一種重要的測量儀表,在石油、化工等工業(yè)領(lǐng)域發(fā)揮著不可或缺的作用。隨著信號處理技術(shù)和電子技術(shù)的飛速發(fā)展,液位計(jì)所采用的測量技術(shù)由機(jī)械發(fā)展至機(jī)電一體化,又由機(jī)電一體化發(fā)展至自動(dòng)化,近年來,微處理器被引進(jìn)液位計(jì),使得液位測量技術(shù)發(fā)生了革命性的變化。導(dǎo)波雷達(dá)液位計(jì)就是伴隨著此發(fā)展過程而得到廣泛應(yīng)用的一種智能化的測量儀表。它具有適用范圍廣、抗干擾能力強(qiáng)、功耗低、工作穩(wěn)定、價(jià)格低廉并且能適應(yīng)極端惡劣的測量環(huán)境的特點(diǎn)。但與某些價(jià)格昂貴的液位計(jì)相比,其精度略有不足,因此,研究出一型具有高測量精度的導(dǎo)波雷達(dá)液位計(jì),具有非常重要的現(xiàn)實(shí)意義。本文基于同軸線中電磁波的反射特性,設(shè)計(jì)了一種導(dǎo)波雷達(dá)液位計(jì),以MSP430F149單片機(jī)為核心,由控制及信息處理模塊、信號調(diào)制模塊、收發(fā)電路模塊以及信號傳輸模塊四部分組成,利用時(shí)域反射原理來實(shí)現(xiàn)對液位的測量。其中控制及信息處理模塊、信號調(diào)制模塊和收發(fā)電路模塊的功能是產(chǎn)生發(fā)射脈沖和采樣脈沖,信號傳輸模塊采用同軸電纜和同軸導(dǎo)波桿探頭作為電磁波的傳播介質(zhì)。本文首先討論了導(dǎo)波雷達(dá)液位計(jì)的研究背景和意義,然后對同軸線內(nèi)的電磁波信號的時(shí)域反射測量技術(shù)進(jìn)行了分析,隨后對導(dǎo)波雷達(dá)液位計(jì)的硬件設(shè)計(jì)進(jìn)行了介紹,分析了各模塊的功能和設(shè)計(jì)方法,再然后對導(dǎo)波雷達(dá)液位計(jì)的軟件設(shè)計(jì)分模塊的進(jìn)行了詳細(xì)的講解,分析了程序的設(shè)計(jì)思路,并給出了流程圖,最后通過模擬試驗(yàn)平臺對導(dǎo)波雷達(dá)液位計(jì)進(jìn)行了實(shí)際的測試。通過對系統(tǒng)測試所得到的波形進(jìn)行分析,證明了導(dǎo)波雷達(dá)液位計(jì)的反射波形的極性和出現(xiàn)的時(shí)刻與理論推導(dǎo)的結(jié)果是相同的,說明采用的測量原理是可行、可靠的;通過對系統(tǒng)測試所得到的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析,證明了導(dǎo)波雷達(dá)液位計(jì)具有分辨率高、準(zhǔn)確性高、線性度好、重復(fù)性好的特點(diǎn),其分辨率可達(dá)0.1mm,誤差在3mm以內(nèi),重復(fù)性小于3mm。經(jīng)過后續(xù)對系統(tǒng)的進(jìn)一步完善,其測量精度應(yīng)該能達(dá)到更高標(biāo)準(zhǔn)。
【關(guān)鍵詞】：液位計(jì) 導(dǎo)波雷達(dá) 同軸線 時(shí)域反射 MSP430
【學(xué)位授予單位】：電子科技大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2014
【分類號】：TH816
【目錄】：

• 摘要5-6
• Abstract6-11
• 第一章 緒論11-17
• 1.1 液位計(jì)研究的背景和意義11
• 1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢11-14
• 1.3 脈沖式雷達(dá)液位計(jì)分類14
• 1.4 導(dǎo)波雷達(dá)液位計(jì)的分類及特點(diǎn)14-15
• 1.5 本課題的研究內(nèi)容15
• 1.6 本課題的要求技術(shù)指標(biāo)15-16
• 1.7 本章小結(jié)16-17
• 第二章 導(dǎo)波雷達(dá)液位計(jì)的整體方案及測量技術(shù)分析17-32
• 2.1 導(dǎo)波雷達(dá)液位計(jì)的總體方案17
• 2.2 導(dǎo)波雷達(dá)液位計(jì)的系統(tǒng)原理17-19
• 2.3 基于同軸線的時(shí)域反射技術(shù)及反射信號極性分析19-23
• 2.3.1 同軸線電磁波反射技術(shù)19
• 2.3.2 同軸線內(nèi)的信號傳播分析19-22
• 2.3.3 同軸線內(nèi)的反射信號極性分析22-23
• 2.4 同軸線內(nèi)信號傳播的場分布及反射信號強(qiáng)度分析23-28
• 2.4.1 同軸線內(nèi)信號傳播的場分布模型23-25
• 2.4.2 同軸線內(nèi)信號傳播的場分布仿真25-27
• 2.4.3 同軸線內(nèi)的反射信號強(qiáng)度分析27-28
• 2.5 同軸線的尺寸對信號傳輸?shù)挠绊?/span>28-31
• 2.5.1 傳輸功率最大28-29
• 2.5.2 衰減系數(shù)最小29-31
• 2.6 本章小結(jié)31-32
• 第三章 導(dǎo)波雷達(dá)液位計(jì)的硬件設(shè)計(jì)32-47
• 3.1 導(dǎo)波雷達(dá)液位計(jì)的硬件組成32-33
• 3.2 信號調(diào)制模塊33-39
• 3.2.1 鋸齒波產(chǎn)生電路34-36
• 3.2.2 發(fā)射及采樣信號產(chǎn)生電路36-38
• 3.2.3 反射信號調(diào)制電路38-39
• 3.3 收發(fā)電路模塊39-41
• 3.3.1 收發(fā)電路39-40
• 3.3.2 反射信號提取電路40-41
• 3.4 控制及信號處理模塊41-46
• 3.4.1 電源電路41-42
• 3.4.2 通信電路42
• 3.4.3 存儲電路42-43
• 3.4.4 顯示電路43
• 3.4.5 按鍵電路43-44
• 3.4.6 CPU電路44-46
• 3.5 本章小結(jié)46-47
• 第四章 導(dǎo)波雷達(dá)液位計(jì)的軟件設(shè)計(jì)47-66
• 4.1 軟件總體設(shè)計(jì)47-48
• 4.1.1 軟件結(jié)構(gòu)47-48
• 4.1.2 開發(fā)環(huán)境48
• 4.2 主程序流程48-49
• 4.3 系統(tǒng)程序49-54
• 4.3.1 初始化程序49-51
• 4.3.2 看門狗程序51
• 4.3.3 菜單程序51-54
• 4.4 測量計(jì)算程序54-60
• 4.4.1 信號產(chǎn)生程序55-57
• 4.4.2 信號捕獲程序57-59
• 4.4.3 數(shù)據(jù)計(jì)算程序59-60
• 4.5 輔助程序60-65
• 4.5.1 顯示程序60-62
• 4.5.2 按鍵程序62-64
• 4.5.3 系統(tǒng)檢測程序64-65
• 4.6 本章小結(jié)65-66
• 第五章 系統(tǒng)測試與數(shù)據(jù)分析66-78
• 5.1 同軸電纜與同軸導(dǎo)波桿的選型66-67
• 5.2 導(dǎo)波雷達(dá)液位計(jì)的測試環(huán)境67-68
• 5.3 導(dǎo)波雷達(dá)液位計(jì)的測試波形分析68-69
• 5.4 導(dǎo)波雷達(dá)液位計(jì)的測試數(shù)據(jù)分析69-76
• 5.4.1 試驗(yàn)一的測試數(shù)據(jù)分析69-72
• 5.4.2 試驗(yàn)二的測試數(shù)據(jù)分析72-76
• 5.5 導(dǎo)波雷達(dá)液位計(jì)的試驗(yàn)結(jié)論76
• 5.6 導(dǎo)波雷達(dá)液位計(jì)的誤差分析76-77
• 5.7 本章小結(jié)77-78
• 第六章 全文總結(jié)與未來展望78-80
• 致謝80-81
• 參考文獻(xiàn)81-84
• 附錄84-85
• 攻讀碩士學(xué)位期間取得的成果85-86

【參考文獻(xiàn)】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前1條

1 李冬梅;國內(nèi)外液位計(jì)量儀表技術(shù)發(fā)展動(dòng)向[J];儀器儀表用戶;2002年03期

中國博士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫 前1條

1 梁志剛;土的電磁特性及同軸電纜電磁波反射技術(shù)研究[D];浙江大學(xué);2005年

中國碩士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫 前1條

1 張成;基于等效采樣法的TDR技術(shù)研究[D];吉林大學(xué);2009年

  本文關(guān)鍵詞：導(dǎo)波雷達(dá)液位計(jì)測量技術(shù)研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

本文編號：371800