基于DSP的超聲波氣體流量傳感器.pdf

1、分類號；島號!Q2竺里曼12Q2Q魚里@江薛大擎碩士學位論文基于DSP的超聲波氣體流量傳感器U1trasonicgasflowsensorbasedonDSP指導教師塑衛(wèi)星麴撞作者姓名筮!宣申請學位級別亟專業(yè)名稱控制理詮生控劍王猩論文提交日期至Q]曼生墨旦論文答辯日期至Q!曼生魚旦學位授予單位和日期江菱太堂2Q!曼生魚旦答辯委員會主席評閱人江蘇大學碩士學位論文摘要近年來，超聲波氣體流量傳感器的應用越來越廣泛，相比于其它流量計，超聲波流量

2、計憑著非接觸式的構造，不會破壞流體的活動特性而占據優(yōu)勢。本文中使用的超聲流量傳感器適用于低流速、小流量以及小管道口徑場合。由于本設計中的流量計用于醫(yī)用，故要求精度高且易于維護。本文從超聲波氣體流量計時差法的工作原理出發(fā)，對時差法測流機理作具體分析，并使用改進的平行法超聲換能器安裝形式。本文從聲波信號因素、管內流場因素、機械因素、人為因素以及環(huán)境因素等方面對造成超聲信號測量誤差的影響因子進行分析研究，并針對各種誤差狀況做出相應的解決方案設

3、計。結合已有基礎理論分析，構建超聲波流量檢測系統(tǒng)的硬件電路模塊，研究了每部分模塊電路的選型以及匹配性能，建立了從DSP到超聲換能器到多路模擬開關到放大器再到濾波器最后信號返回到DSP進行A／D采樣的電路模式。最后設計了測溫電路，便于進行溫度采集。針對相應電路研究了聲波信號處理的軟件方法，使用互相關算法求出信號在管道內傳播的時間，同時通過A／D程序，實現(xiàn)測溫。在MATLAB上進行算法的出圖顯示。分別在實流測量和無流量檢測狀態(tài)下，得出互相關

4、波形圖。實流下的實驗效果表明超聲波氣體流量檢測系統(tǒng)能可靠運作并且數(shù)據結果滿足實驗要求并符合實際情況。零流量狀態(tài)下的試驗效果表明該流量計運作良好，不會產生流量漂移誤差。而后，出圖顯示測得的不同溫度下對應的流量值，分析氣體溫度變化對實測流量造成的影響。最后采用擬合算法實時地反映出標準流量、時延和溫度數(shù)據三者間的對應關系，為系統(tǒng)提供了實際流量標定依據。實驗結果表明整個系統(tǒng)能夠實現(xiàn)對氣體在管道內傳播時差和氣體溫度的測量，并且可以滿足流量測量的要