超聲波氣體流量計.pdf

1、隨著國民經(jīng)濟的迅速發(fā)展，冶金、化工等各部門對氣體大流量的精確測量要求日益迫切，以達到進一步實現(xiàn)節(jié)能、安全生產(chǎn)及控制污染等目的。為了滿足氣體流量測量不斷提高的要求，超聲波技術(shù)被應(yīng)用于氣體流量檢測，于是國際上就出現(xiàn)了一種新興的氣體流量儀表——超聲波氣體流量計。超聲波氣體流量計是通過測量超聲波脈沖沿順、逆流兩個方向上聲傳播時間不同來測量氣體的流速和流量的新技術(shù)。由于它對流體無阻力，無壓力損失，受流體物理性質(zhì)限制少，以及使用簡單等特點，備受業(yè)界

2、關(guān)注，具有很大的前景。 根據(jù)本課題的特點，文中提出了適用于超聲波氣體流量計的高精度數(shù)字計時電路設(shè)計，計時精度可以達到0.25％，通過FPGA設(shè)計實現(xiàn)；系統(tǒng)硬件電路為微控制器+FPGA結(jié)構(gòu)，微控制器是整個系統(tǒng)的控制核心，F(xiàn)PGA內(nèi)部集成了系統(tǒng)中的大部分?jǐn)?shù)字電路，這種結(jié)構(gòu)設(shè)計思想大大簡化了系統(tǒng)硬件電路的復(fù)雜性，增強了系統(tǒng)的穩(wěn)定性與可靠性；本系統(tǒng)的數(shù)字電路采用柔性化設(shè)計，具有良好的硬件可升級性，改變FPGA配置電路中存儲器中的程序即可

3、改變系統(tǒng)中的部分硬件電路。 本系統(tǒng)使用的傳感器為發(fā)射/接收型超聲波傳感器，發(fā)射超聲波的中心頻率為125KHz。超聲波傳感器采用單聲道方式，Z型安裝于DN150管道上，聲道與氣體流動方向之間的夾角為45°。系統(tǒng)通過頻差法方式對管道內(nèi)氣體平均流速進行測量，基本上消除了溫度變化對系統(tǒng)流速測量帶來的影響。 模擬電路主要用于超聲波發(fā)射、接收與處理，是硬件電路設(shè)計的重要組成部分。模擬電路整體上采用模塊化設(shè)計，每個模塊需要實現(xiàn)各自的功