一種超聲波工業(yè)水表的研制.pdf

1、近年來，隨著國民經(jīng)濟的快速發(fā)展，人們對大管徑、高流速的流量測量設(shè)備需求迫切。為了滿足工業(yè)生產(chǎn)的需要，超聲波流量計得到了廣泛應(yīng)用。它利用超聲波在流體中傳播時所載的流體流速信息來測量流體流量，具有非接觸、無壓損、精度高、造價低以及結(jié)構(gòu)簡單、測量范圍寬等特點，特別適合臨時管道、大口徑管道的流量測量。本文在吸收和借鑒國內(nèi)外先進設(shè)計經(jīng)驗的基礎(chǔ)上，采用傳播時間差法，研制了一種基于MSP430單片機的超聲波工業(yè)水表，實現(xiàn)了對流量的精確測量。

2、本文深入研究了時差法超聲波流量測量技術(shù)的基本原理，對影響測量精度的主要因素進行了客觀分析，提出了提高儀表穩(wěn)定性和測量精度的技術(shù)措施：使用CPLD設(shè)計精確的計時電路，提高時間測量的準(zhǔn)確性；采用信號范圍門控制技術(shù)，屏蔽系統(tǒng)噪聲干擾；采用動態(tài)閾值電壓比較和脈寬檢測技術(shù)，提高信號檢測的準(zhǔn)確性；采用軟件糾錯和數(shù)字濾波技術(shù)，提高系統(tǒng)地穩(wěn)定性和抗干擾能力。 該儀表以單片機MSP430F149為系統(tǒng)核心，控制系統(tǒng)工作時序和外圍模塊，并負(fù)責(zé)處理流

3、量數(shù)據(jù)；以CPLD-XC2C128為數(shù)字電路系統(tǒng)模塊，完成超聲波發(fā)射脈沖的調(diào)制、超聲波傳播時間的精確計時、信號有效性的檢測等任務(wù)。在此基礎(chǔ)上，本文還設(shè)計了流量計系統(tǒng)的濾波、放大、比較電路及其它外圍電路模塊，完成了線路板的設(shè)計、制作和調(diào)試。使用C語言和Verilog HDL分別編寫了單片機和CPLD的系統(tǒng)軟件。為實現(xiàn)對流量的實時監(jiān)控，本文還使用VC++編寫了上位機通信程序。 現(xiàn)場實驗表明，該表運行穩(wěn)定，測量數(shù)據(jù)具有較好的重復(fù)性，基