自校准超声波油位测量系统研究与实现

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1、华中科技大学硕士学位论文自校准超声波油位测量系统研究与实现姓名：刘开锋申请学位级别：硕士专业：检测技术与自动化装置指导教师：孔力20050502摘要液位测量技术广泛应用于生产与生活的各个领域实现无接触测量智能化测量与管理是现代工业商业发展的方向利用超声波检测液位高度厚度和距离等是一种精确经济有效的方法传统的液位测量方式在动态复杂环境下都存在分辨率低精度弱测量盲区大等缺陷为了顺应现代液位测量技术的发展趋势本文在研究了超声波物理理论和声学理论的基础上提出了一种液介质测量方式的自校准超声波油位测量系

2、统以应用于飞机坦克油罐油箱等动态和复杂环境下的液位测量在动态复杂环境下如振动噪声磁场等环境下由于被测油体中温度热量变化液面波动磁场干扰等恶劣环境原因超声信号会歧变失真本文所研究实现的自校准超声波油位测量系统提出了声速自校准方案以实现环境温度补偿与声速校正还针对超声检测中阈值法判断回波的波形和到来时刻的局限性为提高测量精度提出了一种高速数据采集法以获取完整地回波信号的思路并在硬件上实现了高速数据采集本课题选用高频窄脉冲的液介质测量方式同时采用有效的非谐振超声波发射电路以实现小盲区测量本

3、文还详细阐述了自校准超声波油位测量系统研究与实现的以下内容硬件方面采用了高频窄脉冲信号发生及接收放大电路高速数据采集电路软件方面在数据采集的基础上识别校正回波信号和液面回波信号以校正回波的数据计算出超声传播速度最终达到动态高精度液位测量关键词超声波液位测量回波识别自校准数据采集IIAbstractLiquidlevelmeasuringtechniqueiswidelyusedinthefieldsofproducingandliving.Itisadirectionofdevelopmentofm

4、odernindustryandcommercetorealizenocontactmeasurementandintelligentmanagement.Anditisanaccurateeconomicandeffectivewaytouseultrasonictomeasureliquidlevelthicknessanddistanceandsoon.Thetraditionalliquidlevelmeasurementunderdynamicstatesandcomplicatedsurroundings

5、havepotentialdefectsthatarelowresolutionlowprecisionandbigdeadzone.Complyingwiththedevelopmenttrendinthefield,thethesiswhichresearchultrasonicphysicstheoryandacoustictheory,presentsaself-calibratedultrasonicoillevelmeasuringsystem,whichisappliedintheliquidlevel

6、measurementunderdynamicstatesandcomplicatedsurroundingssuchastheoilstorageofairplaneandtank.Underdynamicstatesandcomplicatedsurroundings,suchasvibratingnoiseandmagneticfieldandsoon,theultrasonicsignalwillchangeanddistortwithtemperatureandheatchangingoftheliquid

7、measuredliquidsurfacefluctuationandmagneticfieldinterference.Thethesispresentsaself-calibratedmethodofthespeedofsoundwhichrealizessurroundingstemperaturecompensationandemendationofthespeedofsound.Andforsolvingthelimitationsofthetraditionalthresholdmethod,whichdi

8、stinguishtheechowaveformandarrivaltime,thethesispresentsahighspeeddataacquisitionmethodwhichcollectintactreturnedsignaltoimprovemeasuringprecision.Furthermorethemetho