多聲道超聲波氣體流量計信號處理模塊設計.pdf

1、超聲波流量計是隨著IC技術迅速發(fā)展而開始得到實際應用的一種非接觸式儀表。在測量氣體領域，應用最廣泛的測量方法是時差法。時差法超聲波流量計是通過測量超聲波信號在氣體中順流和逆流傳播時間之差來反映流體流速的，它具有運行穩(wěn)定，非接觸測量，計量準確可靠，無壓力損失，節(jié)約能源等特點，是一種非常理想的節(jié)能型流量計，具有很大的應用前景。 本課題是泉州日新流量儀器儀表公司投資，經過大量的調研和分析，對國內外各種超聲波流量計進行比較分析，研制出具

2、有先進水平的多聲道超聲波氣體流量計。 首先對超聲波流量計進行了整體的介紹，然后分析了時差法超聲波流量計的工作原理、超聲波信號檢測原理，并對超聲波傳感器的特性進行了介紹，經過分析選擇了200KHz的超聲波傳感器。接著介紹了本課題的總體設計，本課題選擇單片機+FPGA方案，單片機對整個系統(tǒng)進行控制和數據采集分析，FPGA主要是進行高精度計時，本課題選用的LPC936單片機內部集成了很多模塊，簡化了電路設計，同時也提高了系統(tǒng)的穩(wěn)定性。

3、本課題中選用的FPGA是ALTERA公司CycloneⅡ系列的EP2C5Q208C8，FPGA中高速計時電路模塊的設計保證了系統(tǒng)測量的高精度。本課題硬件電路的設計中主要是自動增益控制電路設計，該電路保證了超聲波接收信號的穩(wěn)定性，對后面信號進一步處理起到很重要作用。 本課題中另外一個重要的部分是單片機程序的編寫，單片機程序模塊主要有超聲波信號的發(fā)射接收，自動增益控制，與FPGA數據傳輸，數據分析等等。程序采用模塊化編程，方便升級和