多聲道超聲波氣體流量計(jì)信號(hào)處理模塊設(shè)計(jì).pdf

1、超聲波流量計(jì)是隨著IC技術(shù)迅速發(fā)展而開(kāi)始得到實(shí)際應(yīng)用的一種非接觸式儀表。在測(cè)量氣體領(lǐng)域，應(yīng)用最廣泛的測(cè)量方法是時(shí)差法。時(shí)差法超聲波流量計(jì)是通過(guò)測(cè)量超聲波信號(hào)在氣體中順流和逆流傳播時(shí)間之差來(lái)反映流體流速的，它具有運(yùn)行穩(wěn)定，非接觸測(cè)量，計(jì)量準(zhǔn)確可靠，無(wú)壓力損失，節(jié)約能源等特點(diǎn)，是一種非常理想的節(jié)能型流量計(jì)，具有很大的應(yīng)用前景。 本課題是泉州日新流量?jī)x器儀表公司投資，經(jīng)過(guò)大量的調(diào)研和分析，對(duì)國(guó)內(nèi)外各種超聲波流量計(jì)進(jìn)行比較分析，研制出具

2、有先進(jìn)水平的多聲道超聲波氣體流量計(jì)。 首先對(duì)超聲波流量計(jì)進(jìn)行了整體的介紹，然后分析了時(shí)差法超聲波流量計(jì)的工作原理、超聲波信號(hào)檢測(cè)原理，并對(duì)超聲波傳感器的特性進(jìn)行了介紹，經(jīng)過(guò)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(shè)計(jì)，本課題選擇單片機(jī)+FPGA方案，單片機(jī)對(duì)整個(gè)系統(tǒng)進(jìn)行控制和數(shù)據(jù)采集分析，F(xiàn)PGA主要是進(jìn)行高精度計(jì)時(shí)，本課題選用的LPC936單片機(jī)內(nèi)部集成了很多模塊，簡(jiǎn)化了電路設(shè)計(jì)，同時(shí)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，F(xiàn)PGA中高速計(jì)時(shí)電路模塊的設(shè)計(jì)保證了系統(tǒng)測(cè)量的高精度。本課題硬件電路的設(shè)計(jì)中主要是自動(dòng)增益控制電路設(shè)計(jì)，該電路保證了超聲波接收信號(hào)的穩(wěn)定性，對(duì)后面信號(hào)進(jìn)一步處理起到很重要作用。 本課題中另外一個(gè)重要的部分是單片機(jī)程序的編寫，單片機(jī)程序模塊主要有超聲波信號(hào)的發(fā)射接收，自動(dòng)增益控制，與FPGA數(shù)據(jù)傳輸，數(shù)據(jù)分析等等。程序采用模塊化編程，方便升級(jí)和