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超声波流量计控制系统设计研究方案

时间:2012-09-18 08:29  来源:淮安市明泰仪表有限公司  点击:

接收器处理模块MCU时间测量模块配置的PC硬件主模块超声波流量计系统,模块和发送处理,FPGA模块,开关模块的发送/接收。它的主要功能是与SPI数据传输PC,时间测量模块,负责控制和协调整个子机的通信,MCU模块,多功能模块芯片,FPGA是超声激励ATMEGA64超声波接收的信号由接收器处理模块,作为完整的进行进一步的处理,以便产生一个脉冲。时间测量模块的系统是必不可少的,测量的总的传播时间的超声波标准的高精度测量。因此,为了进行数据通信通过配置SPI的MCU芯片模式约65μs,定时控制时序,数据传输功能的时间测量分辨率,其最大的设计,我们使用的是高精度,低功耗的芯片。超声波的接收信号电平,这是为了便于后面一推小信号为10mV〜20mV的,调理,涡街流量计一控制电路,在小信号放大过程。电压比较器的信号调理,包含在接收信号中的干扰和噪声,添加一个滤波器电路的要求,这是必要的,因为尽可能小的信号处理单元。整个电路的超声波接收器包括一个带通滤波电路和有源电路的两个放大器。超声波接收信号是一个正弦波信号,为了提取正确的信息选择的标记点,适合作为使能信号的使能信号的时间测量的词汇模块停止,即,零和双阈值比较器的设计本文中上述电压比较电路的相位比较器的组合,即,作为使能信号过零比较器,产生的脉冲信号后的第一个判断,并在比较器的阈值,这是连接到的信号触发,以停止定时器我使用的仪器。主要负责的工作的流量计配置参数和计算机软件MCU主控PC软件和数字滤波,和人 - 机的测量数据的处理和计算软件的相互作用模式是低的,并且该数据处理模块的人机界面和包括前任,包括控制模块的运作模式,建立了沟通和协调软件模块,的机械协同控制PC软件。由于有一种可能性,即比较的信号电压,可以通过以下方式获得的铅后峰值30mV的杂波,该定时器的定时信号,停止效果 - 滤波和放大的接收信号的超声波,电磁干扰的混乱和电源的时差数据的影响,测定的存在下的直接声音和偶尔的尖峰上有一个峰值,结果示于图5。为7ns,偶尔尖峰比20 ns - 水平轴的序列号的变化表示的流量计的测量数据中,垂直轴是为下游的峰值对应的超声波的传播时间的数据集合。还没有一种利用小波变换不变的,翻译的因果非小波变换的实现不能以这种方式影响在线实时小波降噪,小波滤波进行递归因此,在计算递归这是困难的。

为了实现实时处理降噪,有必要考虑采取噪声水平和信号处理速度。使用的滑动窗口中的数据处理,孔板流量计多尺度选择算法的小波变换(多分辨率),在实时处理时间的小波滤波的测量数据。主应用程序,用于在小直径的超声流量计,条件上的低流量,当有许多困难,以实现精确的测量,例如流体,如在管道直径小,充分超声波传播时间的差异不能是如此之小,它是可能的发展的流动的状态的复杂性是难以测量的。为了保证测量精度的超声波传播时间的校正因子和单信道的流体实现高精度测量的流量计的详细设计模型控制系统的设计要求。为了测试的流量计设计的性能,在本文中,我们测试的三个实验进行了恒定的速度测试,速度测试和变量。实验装置包括一个装置,用于控制台和辅助小直径的超声波流量计,液体。为了向控制的压力和流量的液体测量的流量计内部标准(〜0 s 3米/)0.05%的精度,在实验中,在控制台液体Φ8mm的超声波流量计,集成的超声波的基准的内径的流量计。超声波流量计的液体和控制台是集成的,螺纹连接。为了测试流率变化,流量计的响应在可变速度测试设计。 ,以便改变的测试的时间间隔交替地与最小值0,切换阀的流率的流体2S之间的值。当流体是静止的,根据基本上为零的测试数据是一个数据流的测量是在一种可变速率,系统误差,图8,0.5克/秒的变化是,热示踪方法在流量测量中的应用原始测量的数据量减少到0.15克/ s的数据处理变化小波滤波算法存在后。当测量的时间差,子波处理后的原始数据,即0.7克/秒的变化的数据时存在的是相对稳定的测试速度的流体的流动时,变化为0.3克/它是小于一秒钟。由于在流体控制阀的开关的测试系统上有一个延迟时间,可以在导管内的液体中的过程中,小到大的变化,在开阀流量曲线,清楚地看到流量。 ,“Π”型的基础上超声波流量计型“Z”的传统,它的设计以满足特定的要求,激发超声波信号控制器开发的基于FPGA和ATMEGA64精度高的小直径,精度高芯片时间测量的超声波流量计的模块的新的结构,数据采集时间的数量,以满足推进剂中的航天器的测量精度要求流轨,测试超声波流量计的测量精度为0.5%后放大包括接收控制系统的硬件和软件滤波流量计。

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