超声波明渠流量计的设计毕业论文.doc

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1、辽宁科技大学本科生毕业设计第47页超声波明渠流量计的设计毕业论文目录摘要IAbstractII1绪论11.1国内外背景11.2选题依据及研究意义21.3本设计的主要工作31.3.1设计要求31.3.2本设计的主要工作32超声波明渠流量计技术概述42.1超声波的基本性质42.2超声波传感器的原理及应用52.3流量测量72.3.1流量的定义72.3.2流量测量方法82.4明渠流量测量92.4.1明渠的定义92.4.2明渠流量计类型102.5超声波明渠流量测量原理123系统的硬件设计133.1系统硬件总体框图133.2超

2、声波发射电路133.3超声波接收电路143.4温度传感器183.4.1DS18B20简介183.4.2温度补偿18辽宁科技大学本科生毕业设计第47页3.5显示电路194软件设计234.1超声波明渠流量计的软件规划234.2W77E58单片机244.3DS18B20的接口程序设计254.4显示程序设计254.4.1MAX7219的初始化264.4.2字写MAX7219程序264.4.3显示子程序264.5距离计算及其程序实现264.5.1距离计算264.5.2数制转换程序274.6主程序设计27总结与展望31致谢32

3、参考文献33附录A（程序）34辽宁科技大学本科生毕业设计第47页1绪论1.1国内外背景我国开展近代流量测量技术方面的工作较晚，早期所需流量计均从国外进口，直到20世纪30年代中期才出现光华精密机械厂所制造的家用水表，20世纪50年代初有了新成仪表厂所开发的文丘里管差压流量计。20世纪60年代开始有了涡轮流量计和电磁流量计等本国产品。现在已形成一个相当规模从事流量测量技术和仪表研究开发和生产的产业。从事流量仪表研究和生产的单位超过230家，向中国仪器仪表协会流量仪表专业协会注册登记的单位也有50余家，它们均是有相当规

4、模或有一定特色的企业。我国1990年流量仪表产量（不包括家用燃气表和家用水表）估计超过25万台。流量计在国外的发展较快，几个工业发达国家均有相当数量的流量仪表生产厂家，有专业生产多品种的流量仪表的综合大型企业，也有专业生产品种单一性能独特的流量仪表小型企业，数量上以后者居多。目前美国有200余家，英国、德国和日本也均有50家以上，我国有250家以上。解决不同条件下各种不同被测介质的流量测量，至今已经发展了种类繁多的流量仪表，一般可分为如下10大类：①差压式流量计；②浮子式流量计；③容积式流量计；④叶（涡）轮式流量计

5、；⑤电磁流量计；⑥流体振荡式（包括涡街式）流量计；⑦超声流量计；⑧热式流量计；⑨科里奥利质量流量计；⑩明渠流量计。近年来，随着时代的发展，传统流量测量仪表如差压式、浮子式、容积式流量计在市场上所占据的份额已经呈现下降趋势，而新颖的流量计如电磁式、涡轮式、超声波式流量测量仪所占比重正逐年增加。超声波流量计是20世纪70年代随着IC（集成电路）技术迅速发展才开始得到实际应用的一种非接触式仪表，相对于传统的流量计而言，它具有下列主要特点：（1）解决了大管径、大流量及各类明渠、暗渠测量困难的问题。因为一般流量计随着管径的增

6、加会带来制造和运输上的困难，不少流量计只适用于圆形管道，而且造价提高，能耗加大，安装不便，这些问题，超声波流量计都可以避免，这样就提高了流量测量仪表的性能价格比。辽宁科技大学本科生毕业设计第47页（2）对介质几乎无要求。超声波流量计不仅可以测量液体、气体，甚至对双相介质（主要是应用多普勒法）的流体流量也可以测量，由于可制成非接触式的测量仪表，所以不破坏流体的流场，没有压力损失，并且可以解决其它类型流量计难以测量的强腐蚀性、非导电性、放射性的流量问题。（3）超声波流量计的流量测量准确度几乎不受被测流体温度、压力、密度

7、、粘度等参数的影响。（4）超声波流量计的测量范围度宽，一般可达到20：1。1.2选题依据及研究意义随着工农业的发展，对流体流量和总量的计量及测试提出了越来越多、越来越高的要求。在注重节省能源，提高经济效益和产品质量的今天，流量计量与测试的重要性就更加突出并为越来越多的人所认识。特别是随着现代工业生产的飞速发展，人们对流量测量的要求越来越高，对流量测量技术和仪表的研究和开发也不断深入，流量测量方法和仪表的种类也越来越多。尤其是在近些年来，流量测量技术和仪表已经得到了长足的发展。流量仪表一般可分为如下十大类:压差式流量

8、计、浮子式流量计、容积式流量计、叶(涡)轮式流量计、电磁式流量计、流体振荡式(包括涡街式)流量计、超声流量计、热式流量计、科里奥利质量流量计和明渠(或非满管)用流量计[1]。超声波流量计是20世纪70年代随着IC技术迅速发展才开始得到实际应用的一种非接触式仪表。近几年来，随着电子技术、数字技术和声楔材料等技术的发展，利用超声波脉冲测量流体流量的技术发展很快。