【摘要】：遠程計量閘門是集遠程監(jiān)控與聯(lián)動、水位和流量測量、閘門控制于一體的現(xiàn)代化水資源動態(tài)調度設備,也是我國建設信息化灌區(qū)的關鍵設備,該設備既利于水資源調度,又有助于節(jié)約用水。在閘門系統(tǒng)數(shù)據(jù)測量中,流量和流速是最重要的參數(shù),而超聲波流量計是目前流量測量的主要途徑。與傳統(tǒng)明渠流量測量方法相比,超聲波流量計不需要修建專用的測量堰槽,直接安裝在渠底即可測量,具有安裝方便、測量精度高、實時性強等優(yōu)點。論文分析了超聲明渠流量計的種類及測量原理;選擇了多普勒法作為遠程計量閘門應用的設計方案,并針對目前多普勒超聲明渠流量計的集成性和實時性差、動態(tài)響應速度慢等缺點進行了優(yōu)化�？傮w設計主要包括硬件電路和軟件兩部分:硬件電路主要進行了超聲波收發(fā)電路、LCD12864顯示電路、溫度采集電路、液位測量電路以及最小系統(tǒng)外圍電路的設計;軟件部分主要對模塊初始化、串口通訊子程序、溫度采集子程序、液晶顯示子程序、DDS正弦信號產生子程序和AD采樣子程序等模塊進行了設計。采用了 TI公司生產的DSP芯片TMS320F28335作為流量計測控的開發(fā)平臺,使其發(fā)出1MHz的脈沖用以激發(fā)超聲波換能器,通過Zoom FFT方法提高多普勒信號的頻率分辨率,設定閾值來減少運算量以提高性能。通過在模擬實際灌區(qū)的現(xiàn)場試驗及調試,將多普勒超聲明渠流量計的測量結果與商用明渠流量計的測量結果進行了對比分析,結果顯示:該流量計測量數(shù)據(jù)穩(wěn)定,實時性強,并且能夠很好的與遠程計量閘門系統(tǒng)集成在一起,達到了預期的設計目標。
【學位授予單位】：北方工業(yè)大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2018
【分類號】：S274.4
【圖文】：

料工程學院專門設計建造了一個灌區(qū)實驗平臺。這個灌區(qū)實驗平臺由蓄水池、動逡逑力栗、渠道纟ＩＩ．成－個循環(huán)的Ｍ路，個僅真實模擬了實際灌Ｋ水域環(huán)境，還節(jié)約了逡逑用水。灌區(qū)模型示意圖和渠道截ｊｆｉ丨閣如圖１．１、圖１．２所示。逡逑閣Ｕ潲Ｋ投增小總閣逡逑．５０邐－１５０邋－逡逑４00邐３１０邋４逡逑＿邐１Ｄ６０邐Ｊ逡逑圖１．２渠道界面尺寸逡逑２逡逑

其并沒有得到廣泛的應用。上世紀未，科技的迅速發(fā)展帶動了邋ｌ：、ｌｋ領域的快速成逡逑長，尤其是數(shù)模電路技術的突飛猛進，將之前限制超聲波流量計在工業(yè)領域廣泛逡逑ｉ、ｖ：川的技術得以突破，忙ｋ？覓超聲波換能器的技術突破，使這款聲能轉換的ｍ要逡逑元件實現(xiàn)丫小型化、高精度小產，這為超聲波流最計的工業(yè)化應圯提供了技術支逡逑掠。近？：四卜年來，隨將模擬電路、數(shù)字電路技術和ＭＥＭＳ技術的不斷發(fā)展，逡逑小姻化，高精度的超聲波換能器得到廣泛應丨丨ｊ，使得超聲波流Ｍ計不斷的更新?lián)Q逡逑代，使其測量范圍越來越大，應用越來越廣，測量精度越來越高，穩(wěn)定性越來越逡逑好，環(huán)境適應能力越來越強１３１，所以超聲波流量計廣泛應用于石油測量，天然氣逡逑等氣體測量，管道及明渠水流流量測量等。逡逑多普勒明渠流量計是近些年快速發(fā)展起來的一種新型的明渠流量測量儀器，逡逑與傳統(tǒng)的明渠流量測ｆｆｌ不同的是其不需要修建專用的測量用堰槽，具有安裝和測逡逑以方便，測量精度島，集成程度高，測Ｍ實時性強等優(yōu)點。而傳統(tǒng)的明渠流量測逡逑Ｍ則是通過特定形狀的堰槽，將水流量變化為與流量對等關系的液位高度，最后逡逑迪過讀取水位高度，從水位測量對應農中找出與之對應的流量數(shù)值，液位的高度逡逑與流量的大小成正比｜４８１。常用的堰槽種類如圖１．４所示。逡逑

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本文編號：2737046