隨著工業(yè)信息化發(fā)展進程的不斷加快以及流量檢測技術的不斷提高,超聲波流量計以其非接觸、檢測范圍廣、適用性好的特性在市場逐漸占據(jù)重要地位。但傳統(tǒng)的超聲波流量計在檢測時由于忽略了管內(nèi)橫流斷面的面積變化情況,導致在實際流量檢測應用中得到的結果存在相應誤差。為了進一步提高流量計的檢測精度,順應市場實際檢測需求,同時提高流量計的適用性,本文研制了一種基于橫流斷面的工業(yè)管道流量檢測系統(tǒng)。基于目前國內(nèi)外超聲波及超聲波流量計應用的研究基礎,通過分析超聲波液位、流速、流量及斷面面積的檢測原理,本系統(tǒng)以超聲波回波液位測量原理為核心檢測方法,通過測量超聲波在管道內(nèi)的飛行時間,進而轉換為相應的管內(nèi)流體液位值,從而獲得流體介質(zhì)的實際橫流斷面面積,再結合流速計所測量得到的管內(nèi)流體流速值,最終獲得精確的流量值。首先設計系統(tǒng)整體檢測模型,并使用COMSOL Multiphysics物理場仿真軟件對系統(tǒng)方案進行驗證以及確定系統(tǒng)相關參數(shù):其次,規(guī)劃系統(tǒng)實現(xiàn)方案,設計了以STM32結合FPGA的控制模塊和其他硬件電路模塊,并使用Multisim軟件進行了電路功能邏輯分析;然后編寫核心控制程序并設計開發(fā)出了配合檢測使用的上位機...

【文章頁數(shù)】：90 頁

【學位級別】：碩士

【部分圖文】：

圖3-1系統(tǒng)仿真模型圖

西安理工大學碩士學位論文24圖3-1系統(tǒng)仿真模型圖Fig.3-1SystemSimulationModelDiagram在超聲波發(fā)射頻率選擇方面，分析超聲波的傳播性質(zhì)，其能量衰減系數(shù)滿足：23=2c（3-1）式中：——介質(zhì)的粘滯系數(shù)；——介質(zhì)的密度；——超聲波的頻率；c——聲速。....

圖3-2網(wǎng)格剖分圖

系統(tǒng)方案仿真分析及軟硬件總體設計25c1ccci（3-2）20xIxI（3-3）式中x表示超聲波行進的距離。在對模型進行分析前需要先劃分分析網(wǎng)格，網(wǎng)格刨分的細致程度直接影響結果的精細程度，決定最終結果圖像是否能夠更好地分析，因此就此來說網(wǎng)格越細致越好，但是網(wǎng)格越細致則所需進行的運....

圖3-3各個時間Fig.3-3AcousticRa

西安理工大學碩士學位論文26圖3-3各個時間點的聲射線情況Fig.3-3AcousticRayatEachTimePoint

圖3-4仿真激勵信號Fig.3-4SimulationExcitationSignal

西安理工大學碩士學位論文28圖3-4仿真激勵信號Fig.3-4SimulationExcitationSignal對于系統(tǒng)的數(shù)據(jù)采樣精度選擇，根據(jù)采樣定理，本系統(tǒng)對超聲波回波信號的采樣頻率應至少為4MHz，但是若只以4MHz的采樣率對其進行采集，則采樣所得精度較低、分辨飛行時間截....

本文編號：3918505