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《西华大学》 2011年
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液压小管径的超声波流量/压力测量方法的研究

翟元义  
【摘要】:液压传动系统以其固有的优点,在传动领域得到广泛应用。然而,与电气传动和机械传动系统相比,液压系统存在故障率高、故障检测困难的缺点。流量和压力是反映液压系统状态的主要参数,是液压系统故障诊断的基础。本文提出了使用超声波对液压系统进行流量和压力测量的综合方案,可以实现非介入、实时在线测量,为液压传动系统的故障诊断奠定可靠的基础。 针对传统超声波流测量时使用的传播时间法在小管径、低流速测量时,具有测时结果分散性大和对计数脉冲频率要求高的特点,提出了使用基于FPGA的等效脉冲法进行计时的方法。为使测量系统工作性能更加稳定和可靠,系统的集成化程度更高和使用更具柔性,本论文以SOPC技术为开发平台,以传播时间法超声波测量系统为研究对象,初步设计出了基于SOPC的传播时间法超声波测量的片上系统,并给出了具体实现方法。 本论文主要内容如下: 1.概述超声波测量的发展历史、国内外研究现状及分类,并对各几种代表性超声波测量原理进行了简要的阐述。 2.根据超声波的声学特性,建立时差法流量/压力测量的数学模型,依据时差法测流量/压力的数学模型得出论文的重点和难点:超声波传播时间差的精确测量。 3.讨论时间测量的几种方法,确定本课题解决问题所使用的时间的高精度测量方法:基于FPGA的等效脉冲法,并对该方法进行了理论分析。 4.介绍了基于SOPC技术的流量和压力测量系统的硬件设计方法,并给出了相关的电路原理图。 5.讨论了超声波流量/压力测量系统的软件设计方法,并给出了部分模块的设计图、仿真图和程序。其中,重点介绍了时间测量Nios II外设的构建和软件设计思路。 6.对本系统数据处理方法的给予了介绍。给出了时差-流速和时差-压力的修正方法,并简要的给出了造成测量误差的原因和改进的方法。
【学位授予单位】:西华大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2011
【分类号】:TH137

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【参考文献】
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