隨著人類社會(huì)的發(fā)展,全球性能源和水資源缺乏的出現(xiàn),人們對各領(lǐng)域的流量測量要求越來越高。相應(yīng)地,流量測量裝置發(fā)展也隨之加快。隨著超聲波檢測技術(shù)的迅猛發(fā)展,作為流量檢測的重要儀表,超聲波流量計(jì)成為近年來流量檢測領(lǐng)域的一大亮點(diǎn)。從目前的應(yīng)用情況來看,超聲波流量計(jì)在計(jì)量精度、可靠性、壓力損失、維護(hù)以及制造成本等方面相比其他計(jì)量設(shè)備都有自己獨(dú)特的優(yōu)勢。超聲波流量計(jì)主要有時(shí)差法超聲波流量計(jì)和多普勒超聲波流量計(jì)等。其中多普勒法只能檢測帶有微粒的不純凈流體,而時(shí)差法流量計(jì)沒有這方面的限制,因此得到廣泛應(yīng)用。由于超聲波在氣體中傳播時(shí)衰減較快,氣體流量檢測中的超聲波流量計(jì)較少。本文采用新型的空氣耦合超聲傳感器設(shè)計(jì)一個(gè)時(shí)差法氣體流量計(jì)。具體工作包括以下內(nèi)容:1.查閱國內(nèi)外相關(guān)資料,了解超聲波流量計(jì)設(shè)計(jì)原理。針對測量的對象為氣體,選用了新型的空氣耦合超聲傳感器,其中心頻率為200KHz,在峰峰值為10V的信號(hào)激勵(lì)下,10cm處能接收到35mV的信號(hào),靈敏度遠(yuǎn)高于其他傳感器。2.根據(jù)設(shè)計(jì)需求,采用ARM芯片STM32F407搭建了系統(tǒng)框架,完成了系統(tǒng)的硬件電路設(shè)計(jì)。應(yīng)用STM32F407自帶的模數(shù)轉(zhuǎn)換器生成傳感... 

【文章頁數(shù)】：78 頁

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
abstract
第一章 緒論
    1.1 論文研究背景及意義
    1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀
        1.2.1 超聲波流量計(jì)
        1.2.2 空氣耦合超聲傳感器
    1.3 論文的主要研究內(nèi)容
第二章 超聲波流量計(jì)原理
    2.1 流量計(jì)分類及其原理
        2.1.1 流量計(jì)分類
        2.1.2 常用流量計(jì)簡介
    2.2 超聲波流量計(jì)
        2.2.1 超聲波
        2.2.2 超聲波流量計(jì)原理
        2.2.3 超聲波流量計(jì)選型
    2.3 本章小結(jié)
第三章 基于ARM的超聲波流量計(jì)系統(tǒng)
    3.1 超聲波傳感器模塊
        3.1.1 超聲波傳感器
        3.1.2 傳感器激勵(lì)信號(hào)
    3.2 超聲信號(hào)調(diào)理模塊
    3.3 信號(hào)采集處理模塊
        3.3.1 ARM芯片
        3.3.2 模數(shù)轉(zhuǎn)換器（ADC）
        3.3.3 顯示模塊
    3.4 本章小結(jié)
第四章 超聲波流量計(jì)硬件電路設(shè)計(jì)
    4.1 激勵(lì)信號(hào)放大電路
    4.2 信號(hào)調(diào)理電路
        4.2.1 傳感器阻抗匹配
        4.2.2 信號(hào)放大電路
        4.2.3 濾波電路
        4.2.4 偏置電路
    4.3 信號(hào)采集處理電路
    4.4 電源
        4.4.1 ±20V電源
        4.4.2 穩(wěn)壓電路
    4.5 抗干擾設(shè)計(jì)
        4.5.1 電源抗干擾設(shè)計(jì)
        4.5.2“地”的抗干擾設(shè)計(jì)
        4.5.3 去耦電容設(shè)計(jì)
    4.6 本章小結(jié)
第五章 軟件設(shè)計(jì)及實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)處理
    5.1 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)
        5.1.1 DAC信號(hào)輸出
        5.1.2 ADC信號(hào)采集
        5.1.3 OLED顯示
        5.1.4 FLASH讀寫
    5.2 數(shù)據(jù)處理
        5.2.1 FIR數(shù)字濾波器
        5.2.2 流速修正系數(shù)
    5.3 實(shí)驗(yàn)及結(jié)果分析
    5.4 本章小結(jié)
第六章 總結(jié)與展望
    6.1 總結(jié)
    6.2 展望
致謝
參考文獻(xiàn)


【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]國內(nèi)質(zhì)量流量計(jì)未來發(fā)展方向[J]. 楊力.  儀器儀表用戶. 2017(02)
[2]流量計(jì)量儀表的現(xiàn)狀及趨勢[J]. 裴新涌.  中國儲(chǔ)運(yùn). 2016(10)
[3]超聲波流量計(jì)工程應(yīng)用概述[J]. 李定川.  智慧工廠. 2016 (06)
[4]超聲波多普勒流量計(jì)的設(shè)計(jì)[J]. 涂曉立,楊道業(yè),陳靜.  儀表技術(shù)與傳感器. 2016(03)
[5]超聲波流量計(jì)的研究現(xiàn)狀[J]. 王賢妮.  工業(yè)計(jì)量. 2015(06)
[6]數(shù)模混合電路的PCB抗干擾設(shè)計(jì)[J]. 郭銳.  機(jī)電信息. 2015(18)
[7]PCB布線中的抗干擾設(shè)計(jì)[J]. 任楓軒.  科技創(chuàng)新與應(yīng)用. 2013(22)
[8]超聲波流量計(jì)換能器參數(shù)的選擇[J]. 江杰,羅長海.  自動(dòng)化儀表. 2012(10)
[9]低噪聲電容式超聲傳感器的結(jié)構(gòu)與電路設(shè)計(jì)[J]. 彭本賢,俞挺,于峰崎.  集成技術(shù). 2012(03)
[10]一種超聲流量計(jì)的設(shè)計(jì)[J]. 喬靜.  科技廣場. 2012(07)

博士論文
[1]多聲道超聲波氣體流量測量關(guān)鍵技術(shù)研究[D]. 李躍忠.華中科技大學(xué) 2010

碩士論文
[1]高精度超聲波流量計(jì)的研發(fā)[D]. 肖永良.電子科技大學(xué) 2016
[2]插入式差壓流量計(jì)的研究[D]. 董衛(wèi)超.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2016
[3]時(shí)差法超聲波流量計(jì)的設(shè)計(jì)[D]. 姜文濤.大連理工大學(xué) 2014
[4]超聲共振測厚激勵(lì)技術(shù)的研究[D]. 倪文軍.電子科技大學(xué) 2014
[5]基于DSP的時(shí)差法氣體超聲波流量計(jì)的設(shè)計(jì)[D]. 趙剛.河北工業(yè)大學(xué) 2014
[6]基于時(shí)差法超聲波流量計(jì)的設(shè)計(jì)與研究[D]. 鄧凱.華南理工大學(xué) 2013
[7]有源濾波器綜合的研究[D]. 孟文晴.天津大學(xué) 2012
[8]基于TDC-GP21型超聲波流量計(jì)的開發(fā)與研究[D]. 梅海舟.華南理工大學(xué) 2012
[9]時(shí)差法低功耗超聲波流量計(jì)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[D]. 梁德福.華東理工大學(xué) 2012
[10]超聲多普勒流量計(jì)信號(hào)處理模塊設(shè)計(jì)[D]. 高慶.電子科技大學(xué) 2012



本文編號(hào)：3727043