發(fā)布時(shí)間：2017-06-07 21:06

  本文關(guān)鍵詞：基于TDC-GP21芯片的超聲波流量計(jì)設(shè)計(jì)及實(shí)現(xiàn)，，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：超聲波流量計(jì)是在流體流動時(shí)會改變超聲波束的傳播速度進(jìn)而測量流體體積的裝置。超聲波流量計(jì)由于具有可非接觸測量、通用性好、適用于各種管徑、高溫高壓高粘度的流體或者氣體等的測量、智能化、小型化、便攜性和安裝維護(hù)方便等優(yōu)點(diǎn)得到了廣泛的應(yīng)用。目前國內(nèi)的超聲波流量計(jì)在精度、硬件電路設(shè)計(jì)和穩(wěn)定性等方面都與國際先進(jìn)水平存在一定差距,因此設(shè)計(jì)一款在儀器結(jié)構(gòu)和硬件電路進(jìn)行改善和發(fā)展的流量計(jì),符合我國的測量技術(shù)需求。 首先,論文闡述了超聲換能器的基本原理、性能指標(biāo)及超聲換能器的設(shè)計(jì)。分析了聲波在均勻管流中的傳播特性的數(shù)學(xué)描述及時(shí)差法測量原理,對時(shí)差法測流量的原理進(jìn)行了研究,深入分析了流體在圓管內(nèi)的速度分布,推導(dǎo)出了非理想流場中流量修正系數(shù)K的計(jì)算方法,從而減少了流場對測量結(jié)果的影響,提高了測量精度。 其次,本文設(shè)計(jì)了應(yīng)用時(shí)差法測量原理的硬件電路,選擇TDC-GP21作為高精度時(shí)間數(shù)字轉(zhuǎn)換芯片,MSP430F4152作為主控芯片,簡化了超聲波發(fā)射接收模塊的設(shè)計(jì),完成了軟件系統(tǒng)中主要流程圖的設(shè)計(jì)及程序代碼的編寫。 接著,完成了流量計(jì)硬件總體設(shè)計(jì)及實(shí)現(xiàn)方案,介紹了換能器的安裝方式并就本設(shè)計(jì)所使用的“U”型換能器安裝方式進(jìn)行介紹。 最后,試制了超聲波流量計(jì)樣機(jī),介紹了超聲波流量計(jì)性能要求,并根據(jù)檢定規(guī)程對樣機(jī)進(jìn)行標(biāo)定實(shí)驗(yàn)。
【關(guān)鍵詞】：超聲波流量計(jì) TDC-GP21 MSP430F4152 時(shí)差法測量原理 超聲換能器
【學(xué)位授予單位】：寧夏大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2014
【分類號】：TH814.92
【目錄】：

• 摘要3-4
• Abstract4-5
• 目錄5-7
• 第一章 緒論7-12
• 1.1 課題背景及7
• 1.2 超聲波流量計(jì)概述7-9
• 1.3 超聲波流量計(jì)測量原理9-10
• 1.4 本文主要研究內(nèi)容和技術(shù)路線圖10-11
• 1.5 本章小結(jié)11-12
• 第二章 超聲換能器特性研究12-18
• 2.1 超聲換能器的原理研究12-14
• 2.2 超聲換能器的選型14-15
• 2.3 壓電換能器結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)15-16
• 2.4 壓電換能器等效電路分析16-17
• 2.5 本章小結(jié)17-18
• 第三章 聲波在均勻管流中的傳播特性研究18-29
• 3.1 均勻管流中聲傳播特性的數(shù)學(xué)描述18-22
• 3.2 時(shí)差法測量原理分析22-23
• 3.3 流量修正系數(shù)研究23
• 3.4 流體在圓管內(nèi)的速度分布23-26
• 3.5 硬件電路時(shí)間測量方法研究26-28
• 3.6 本章小結(jié)28-29
• 第四章 時(shí)差法測量電路設(shè)計(jì)29-40
• 4.1 流量測量原理29
• 4.2 高精度時(shí)間測量芯片TDC-GP2129-31
• 4.3 TDC-GP21外圍硬件電路設(shè)計(jì)31-37
• 4.4 硬件低功耗設(shè)計(jì)37-39
• 4.5 本章小結(jié)39-40
• 第五章 流量計(jì)總體設(shè)計(jì)40-49
• 5.1 流量計(jì)硬件總體設(shè)計(jì)及實(shí)現(xiàn)40-41
• 5.2 超聲換能器安裝41-43
• 5.3 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)及實(shí)現(xiàn)43-47
• 5.4 液晶顯示和按鍵模塊47-48
• 5.5 本章小結(jié)48-49
• 第六章 樣機(jī)實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析49-60
• 6.1 超聲波流量計(jì)的制作49-50
• 6.2 超聲波流量計(jì)性能要求50-51
• 6.3 流量計(jì)的安裝51-52
• 6.4 超聲波流量計(jì)的標(biāo)定裝置52-59
• 6.5 實(shí)驗(yàn)誤差分析59
• 6.6 本章小結(jié)59-60
• 第七章 結(jié)論與展望60-61
• 參考文獻(xiàn)61-63
• 致謝63-64
• 附錄64-79
• 個人簡介79

【參考文獻(xiàn)】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 裴先茹;高海榮;;壓電材料的研究和應(yīng)用現(xiàn)狀[J];安徽化工;2010年03期

2 陳斌;基于RS-485的單片機(jī)多機(jī)通信技術(shù)[J];電子產(chǎn)品世界;2005年14期

3 徐春龍;胡卓蕊;田華;;壓電超聲換能器電端匹配電路研究[J];紡織高�；A(chǔ)科學(xué)學(xué)報(bào);2007年02期

4 胡小杰;袁世娟;黃為民;;多聲道超聲波流量計(jì)的原理與應(yīng)用[J];廣東水利水電;2007年04期

5 張維,李遠(yuǎn)青;超聲波換能器性能指標(biāo)測試方法的研究[J];航空計(jì)測技術(shù);1997年01期

6 吳斌;趙剛;夏冰;;淺談超聲波流量計(jì)的分類和實(shí)際應(yīng)用[J];中國計(jì)量;2006年11期

7 姚新益;超聲波流量計(jì)的特點(diǎn)及誤差分析[J];計(jì)量技術(shù);1999年08期

8 范曉東;劉光斌;劉冬;;精密時(shí)間測量技術(shù)[J];計(jì)量與測試技術(shù);2010年09期

9 王秀瑛;超聲波流量計(jì)的原理及應(yīng)用[J];山西建筑;2002年04期

10 黃國平;李百明;肖勇;邱萍;;壓電材料的發(fā)展與展望[J];科技廣場;2010年01期

  本文關(guān)鍵詞：基于TDC-GP21芯片的超聲波流量計(jì)設(shè)計(jì)及實(shí)現(xiàn)，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

本文編號：430286