收藏本站
《宁夏大学》 2014年
收藏 | 手机打开
二维码
手机客户端打开本文

基于TDC-GP21芯片的超声波流量计设计及实现

李红娟  
【摘要】:超声波流量计是在流体流动时会改变超声波束的传播速度进而测量流体体积的装置。超声波流量计由于具有可非接触测量、通用性好、适用于各种管径、高温高压高粘度的流体或者气体等的测量、智能化、小型化、便携性和安装维护方便等优点得到了广泛的应用。目前国内的超声波流量计在精度、硬件电路设计和稳定性等方面都与国际先进水平存在一定差距,因此设计一款在仪器结构和硬件电路进行改善和发展的流量计,符合我国的测量技术需求。 首先,论文阐述了超声换能器的基本原理、性能指标及超声换能器的设计。分析了声波在均匀管流中的传播特性的数学描述及时差法测量原理,对时差法测流量的原理进行了研究,深入分析了流体在圆管内的速度分布,推导出了非理想流场中流量修正系数K的计算方法,从而减少了流场对测量结果的影响,提高了测量精度。 其次,本文设计了应用时差法测量原理的硬件电路,选择TDC-GP21作为高精度时间数字转换芯片,MSP430F4152作为主控芯片,简化了超声波发射接收模块的设计,完成了软件系统中主要流程图的设计及程序代码的编写。 接着,完成了流量计硬件总体设计及实现方案,介绍了换能器的安装方式并就本设计所使用的“U”型换能器安装方式进行介绍。 最后,试制了超声波流量计样机,介绍了超声波流量计性能要求,并根据检定规程对样机进行标定实验。
【学位授予单位】:宁夏大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2014
【分类号】:TH814.92

手机知网App
【参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 裴先茹;高海荣;;压电材料的研究和应用现状[J];安徽化工;2010年03期
2 陈斌;基于RS-485的单片机多机通信技术[J];电子产品世界;2005年14期
3 徐春龙;胡卓蕊;田华;;压电超声换能器电端匹配电路研究[J];纺织高校基础科学学报;2007年02期
4 胡小杰;袁世娟;黄为民;;多声道超声波流量计的原理与应用[J];广东水利水电;2007年04期
5 张维,李远青;超声波换能器性能指标测试方法的研究[J];航空计测技术;1997年01期
6 吴斌;赵刚;夏冰;;浅谈超声波流量计的分类和实际应用[J];中国计量;2006年11期
7 姚新益;超声波流量计的特点及误差分析[J];计量技术;1999年08期
8 范晓东;刘光斌;刘冬;;精密时间测量技术[J];计量与测试技术;2010年09期
9 王秀瑛;超声波流量计的原理及应用[J];山西建筑;2002年04期
10 黄国平;李百明;肖勇;邱萍;;压电材料的发展与展望[J];科技广场;2010年01期
【共引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 陈友淦;许肖梅;雷开卓;黄建国;;宽带水声发射系统换能器分段匹配方法研究[J];兵工学报;2010年03期
2 朱徐立;林辉;;一种新型涡街发生体的设计与数值仿真[J];传感器与微系统;2008年02期
3 滕舵;陈航;朱宁;杨虎;诸国磊;;Tonpilz型压电陶瓷超声传感器的设计[J];传感器与微系统;2008年05期
4 杨良军;何辅云;蒯淑君;何胜兵;高翠云;陈文明;;基于石油套管壁厚检测的多聚焦探头研究[J];传感器与微系统;2009年06期
5 占自才;;交互式列车接近报警系统的开发研究[J];长江大学学报(自然科学版)理工卷;2010年03期
6 吴金平;乔文孝;车小花;吴文河;丁燕;邓林;;声波测井压电振子温度性能一致性实验研究[J];测井技术;2012年02期
7 余厚全,屈万里,黄载禄,魏宗周,雷芙蓉;测井超声换能器传输特性的分析研究[J];测井技术;1996年03期
8 杨福宝;张富文;徐骏;胡强;朱学新;石力开;;微细金属粉末超声波振动雾化技术的发展现状[J];材料导报;2005年08期
9 梅辉;邓晓东;孙磊;成来飞;张立同;;陶瓷基复合材料无损检测研究进展[J];材料导报;2009年09期
10 黄灿杰;孟升卫;付平;;事件和时基信号双延迟时间内插方法[J];测试技术学报;2008年02期
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 凌张伟;基于临界折射纵波和表面波的压力容器压力测量方法研究[D];浙江大学;2010年
2 金玉珍;激励喷嘴作用下纱线—气流场特性研究[D];浙江大学;2010年
3 孙平;高频医学超声成像系统的研究与设计[D];武汉大学;2009年
4 赵云;大功率调制气流声源的数值模拟与实验研究[D];国防科学技术大学;2010年
5 李文强;透射时差法超声无损检测技术研究与系统实现[D];太原理工大学;2011年
6 林哲祺;压电结构的控制参数与构型优化设计[D];大连理工大学;2011年
7 李敏毅;铌酸锂高频超声换能器的研制与输出功率测量[D];华南理工大学;2011年
8 方玺;树脂基碳毡复合层力阻特性的细观统计建模研究[D];武汉理工大学;2011年
9 王岭;基于IVUS图像分割和CAG三维重建技术的数据融合研究[D];天津大学;2010年
10 吴云;澄清池膜过滤用于饮用水处理的工艺研究[D];天津大学;2009年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 刘义付;二维超声无磨料抛光声学系统研究[D];河南理工大学;2010年
2 刘伟;基于双波混合干涉的激光超声检测系统的研究与应用[D];南昌航空大学;2010年
3 刘力博;多通道动态光弹成像系统的研制[D];南昌航空大学;2010年
4 张倩;异形航空构件的专用超声换能器研制及检测应用[D];南昌航空大学;2010年
5 胡婷萍;大厚度电子束焊缝的超声检测及缺陷散射信号的研究[D];南昌航空大学;2010年
6 刘杰;基于时差法的超声波流量计设计[D];哈尔滨工程大学;2010年
7 李中强;高灵敏度声压水听器研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
8 吕国胜;基于ARM的时差法超声波流量计设计[D];大连理工大学;2010年
9 冯余其;聚合物微器件超声波联接机理与方法研究[D];大连理工大学;2010年
10 渠笑纳;超声波测距在泊车辅助系统中的应用[D];大连理工大学;2010年
【二级参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 刘少强;;一种新的快速高精度频率测量方法[J];电子测量技术;1998年02期
2 潘继飞;姜秋喜;;一种高精度时间间隔测量方法及仿真验证[J];光电技术应用;2007年06期
3 胡南,刘雪宁,杨治中;聚合物压电智能材料研究新进展[J];高分子通报;2004年05期
4 信辉;李全禄;厚娜;杨桂考;马晴;;Na_(0.5)Bi_(0.5)TiO_3基无铅压电陶瓷研究与应用的新进展[J];硅酸盐通报;2008年03期
5 李以农,陈兵奎,郑玲;压电材料在结构缺陷识别中的应用机理研究[J];机械工程材料;2003年06期
6 张梦;张辉;;高精度超声波流量计的设计[J];工业计量;2010年03期
7 朱武,赵空勤,金长善,蔡鹤皋;功率超声换能器夹持电容的在线检测的研究[J];哈尔滨工业大学学报;2001年02期
8 雷武虎,刘松秋,叶卫国,韩慧,李鹏宇;一种高精度大范围时间测量电路的实现[J];核电子学与探测技术;2004年05期
9 耿英;方勃;耿辉;范红;;压电材料在振动主动控制中的应用[J];机电产品开发与创新;2007年05期
10 周伟华;;浅谈流量计量的意义[J];计量与测试技术;2008年08期
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 刘杰;基于时差法的超声波流量计设计[D];哈尔滨工程大学;2010年
2 吕国胜;基于ARM的时差法超声波流量计设计[D];大连理工大学;2010年
3 何群;超声波流量测量系统的关键技术研究与实现[D];哈尔滨工程大学;2004年
4 张俊;基于DSP的超声波流量计[D];南京航空航天大学;2005年
5 杨震;基于超声波时差法管道流量计积分算法及实验研究[D];西安理工大学;2006年
6 闫菲;多脉冲时差法超声波流量计的设计与实现[D];大连理工大学;2006年
7 黄永峰;时差式超声流量计新测量方法的设计与实现[D];哈尔滨工程大学;2007年
8 鞠文涛;超声波热量表的设计与研发[D];浙江大学;2008年
9 姜志成;超声波反射装置对超声波流量计内水流特性影响的研究[D];山东大学;2010年
10 张绪伟;高精度网络化超声波热量表的研究[D];山东建筑大学;2010年
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 翟元送;;携带式超声波流量计[J];机械设计与制造;1985年02期
2 王立华;超声波流量计应用问题浅析[J];中国仪器仪表;1997年03期
3 陈晓燕,韩君,孔昭文,张沈彬;超声波流量计测量精度的修正与探讨[J];内蒙古电力技术;2003年02期
4 韩立立;用VB实现PC机与富士超声波流量计通讯[J];计量技术;2004年11期
5 杨淑银;;超声波流量计的误差分析及修正[J];黑龙江冶金;2004年02期
6 易灵芝,王根平;基于DSP的数字式超声波流量计的设计[J];传感器技术;2005年02期
7 陈书洗,张耀华,钱以诚,冯大中;气体超声波流量计[J];应用声学;1984年03期
8 李逢坤;;CLJ—Ⅱ型智能超声波流量计[J];船艇;1990年02期
9 李立新;超声波流量计在天然气流量计量上的应用[J];工业计量;2003年02期
10 刘翠芬;张宏伟;马春霞;;超声波流量计的性能和使用[J];化工文摘;2004年02期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 容显政;解禾;黄宇飞;;用于环保的超声波流量计[A];2000电子产品防护技术研讨会论文集[C];2004年
2 李长奇;马晶;;超声波流量计新技术—线性时间放大法[A];第十三届中国科协年会第10分会场-节能减排战略与测控技术发展学术研讨会论文集[C];2011年
3 赵国凌;王安平;;《超声波流量计在工业锅炉热工试验中的应用》[A];第二届中国西部绿色低碳节能减排及可再生能源技术研讨会论文集[C];2010年
4 黄建军;刘存;;改进超声波流量计性能的研究[A];中国仪器仪表学会第三届青年学术会议论文集(下)[C];2001年
5 陈静;桑龙;侯媛彬;;一种智能型超声波流量计的研究[A];第十四届全国煤矿自动化学术年会暨中国煤炭学会自动化专业委员会学术会议论文集[C];2004年
6 钱国强;;超声波流量计在轧机乳化液控制中的应用[A];2002热烈庆祝全国化工给排水设计技术中心站成立四十周年技术交流会论文集[C];2002年
7 杨萍;黄向东;杨良煜;;基于DSP的智能流量测量系统的设计[A];第十四届全国煤矿自动化学术年会暨中国煤炭学会自动化专业委员会学术会议论文集[C];2004年
8 李安顺;;超声波技术在煤气流量测量中的应用[A];中国计量协会冶金分会2011年会论文集[C];2011年
9 葛俊杰;王英民;;多点测量的时差式超声波流量计[A];中国声学学会1999年青年学术会议[CYCA'99]论文集[C];1999年
10 徐立毅;;污水测量中流量计的选型与安装[A];2010江苏省“能源计量与节能减排”论坛论文集[C];2010年
中国重要报纸全文数据库 前10条
1 大同市热力有限公司 梁文;超声波流量计在热力行业的应用[N];山西科技报;2003年
2 郭志杰;美国通用公司气体超声波流量计进入中国[N];中国石油报;2006年
3 霍殿中;超声波流量计测量技术[N];中国水利报;2003年
4 刘久光;华中输气攻克超声波流量计温度死机[N];中国石油报;2008年
5 ;十年磨一剑 建恒一飞冲天[N];民营经济报;2006年
6 记者 罗建东 通讯员 王拥军;新型超声波流量计落户鄯善油田[N];中国石油报;2009年
7 记者 吴正懿;科远股份终止收购南京申瑞[N];上海证券报;2011年
8 ;一流的技术、一流的产品、一流的质量、一流的服务[N];本溪日报;2008年
9 四川 王珍秀;流量计类型及原理简介[N];电子报;2006年
10 四川 王珍秀;常用流量计选型指南[N];电子报;2006年
中国博士学位论文全文数据库 前7条
1 王雪峰;基于时差法气体超声波流量计的关键技术研究[D];大连理工大学;2011年
2 鲍敏;影响气体超声波流量计计量精度的主要因素研究[D];浙江大学;2004年
3 刘永辉;圆管过渡区流速特性的研究[D];山东大学;2011年
4 李跃忠;多声道超声波气体流量测量关键技术研究[D];华中科技大学;2010年
5 冯旭刚;冶金石灰窑多参数检测与质量控制理论及技术研究[D];合肥工业大学;2011年
6 许立兵;轻型车超低排放测试技术研究[D];浙江大学;2008年
7 罗守南;基于超声多普勒方法的管道流量测量研究[D];清华大学;2004年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 何青;基于嵌入式系统的超声波流量计设计[D];武汉理工大学;2005年
2 姜志成;超声波反射装置对超声波流量计内水流特性影响的研究[D];山东大学;2010年
3 程文杰;超声波流量计在输气管道现场运用的研究[D];西南石油大学;2011年
4 李富宁;基于嵌入式超声波流量计的设计[D];西安工程大学;2011年
5 易进平;超声波流量计干标技术研究与工程实现[D];浙江理工大学;2013年
6 赵雪松;单声道超声波流量计的研制[D];中国计量学院;2013年
7 高荣艳;短管式超声波流量计的研究[D];沈阳工业大学;2011年
8 金松日;一种小管径超声波流量计的设计[D];大连理工大学;2013年
9 钱勇;超声波检测技术在长输油管道的应用研究[D];东北石油大学;2013年
10 龚乐;超声波式烟气流速连续监测系统的研究[D];燕山大学;2013年
 快捷付款方式  订购知网充值卡  订购热线  帮助中心
  • 400-819-9993
  • 010-62791813
  • 010-62985026