多普勒超聲波流量計的探討 一
超聲波流量計是最近發(fā)展很迅速的一種流量計量計,有著突出的優(yōu)勢,在工業(yè)生產,醫(yī)療檢測,海洋觀測,石油勘探等社會生產生活諸多領域有著廣泛的應用。國內外的廠商有眾多產品問世。然而,由于實地現場的不同和應用情況的復雜,超聲波流量計在提高環(huán)境的適用性、便攜性、穩(wěn)定性以及改進測量的精度等等方面.還有很多有待進一步研究深化的地方。’
本文首先查閱了大量國內外流量計產品基本性能,對超聲波流量計基本原理和進行了分析總結,介紹了幾種常見的方法,并在此基礎上提出了改進的思想:采用以DSP為信號處理核心.以FPGA器件為控制核心,輔以前端模擬電路,以H口為主要算法的多普勒效應法的超聲波流量計的設計方案。
本文完成了整體硬件電路的設計,這其中包括模擬電路方面的超聲波的發(fā)射、接收、濾波、三級放大和采樣,數字電路方面的DSP、FIFO數據緩存、單片機硬件系統(tǒng)的設計以及CPLD的時序控制設計。軟件方面完成了CPLD程序的設計,實現了DSP和單片機硬件系統(tǒng)的完整性:完成了DSP在流速計算方面的程序的設計,這其中包括濾波、插值、FFT的軟件設計。并對關鍵的算法用matlab,Simulator、CosmosScopc等軟件進行了仿真。
超聲波流量計