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《武汉理工大学》 2006年
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基于超声波的水泥生料料位检测系统的研究

邢晓敏  
【摘要】:根据水泥厂目前采用传统方法检测水泥生料料位存在的一些缺陷,本文介绍了基于超声波的水泥生料料位的检测系统,该系统结构简单、性能可靠,安装方便、测量精度较高,电路实现容易,无须调试,工作稳定可靠。弥补了传统测量方法存在的问题,实现一种新型的且国内唯一的对工厂产品物料位置的测距方法。 设计由单片机控制超声波的轮流发射,并且通过单片机的记录和读取发射超声波和接收到回波的时间差,进而计算出测量的距离的超声测距系统。文中通过对超声材料性能的深入研究和讨论,提出了此基础上找出大距离超声波测距的理论依据。 本文介绍了超声测距的基本原理,对超声传感器的结构及频率特性进行了分析。实现了以空气中超声波的传播速度为确定条件,利用漫反射原理,发射器发出超声脉冲,到达物料位置后反射回来由接收器接收,根据声波往返时间,在已知声速的条件下计算出物料的距离。并对影响测距精度的主要参数进行了讨论,为实现大距离的测量提供可靠依据。 在超声测距原理的基础上,设计出系统的总体构成。根据水泥生料料位测量的特点,通过四大模块构建系统,即发射模块、接收放大模块、单片机控制模块和液晶显示模块。发射电路包括数字功率放大器、超声发射探头;接收电路包括超声接收探头、回波放大滤波电路、比较电路;单片机采用AT89C51芯片和8×2液晶显示电路。为了保证测量精度,还采用数字温度传感器DS1820实现温度的补偿。 系统是在硬件和软件配合运用下实现距离的测量。在软件方面根据系统测量的方法和要求,对系统进行了程序设计。由触发信号的产生到中断信号的接收,由完成一次数据的采集通过数据处理到数据的显示,都在软件的编程下实现。 最后对测距系统进行验证。各主要波形及技术指标均达到设计要求。该系统对室内有限范围的距离测量具有较高的精度和可靠性,最后文中分析了误差产生的原因及如何对系统进行完善。
【学位授予单位】:武汉理工大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2006
【分类号】:TQ172;TP274.4

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【引证文献】
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