基于dsp的超声波多普勒流量计设计与研究

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1、硕士学位论文基于DSP的超声波多普勒流量计设计与研究申请人姓名：范乐指导教师：王福忠教授专业名称：控制理论与控制工程研究方向：智能控制与信息处理技术河南理工大学电气工程与自动化学院二○一○年十二月万方数据万方数据中图分类号：TP212密级：公开UDC：621.3单位代码：10460基于DSP的超声波多普勒流量计设计与研究DSP-BasedDesignandStudyofUltrasonicDopplerFolwmeter申请人姓名范乐申请学位工学硕士学科专业控制理论与控制研究方向智能控制与信息处理工程技术导师王福忠职称教授提交日期2010.12答辩日期2010.12河南理工

2、大学万方数据万方数据河南理工大学学位论文原创性声明本人郑重声明：所呈交的学位论文，是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。论文中除了特别加以标注和致谢的地方外，不包含任何其他个人或集体已经公开发表或撰写过的研究成果。其他同志对本研究的启发和所做的贡献均已在论文中作了明确的声明并表示了谢意。本人愿意承担因本学位论文引发的一切相关责任。学位论文作者签名:年月日河南理工大学学位论文使用授权声明本学位论文作者及导师完全了解河南理工大学有关保留、使用学位论文的规定，即：学校有权保留和向有关部门、机构或单位送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅，允许将本学位论文的全

3、部或部分内容编入有关数据库进行检索和传播，允许采用任何方式公布论文内容，并可以采用影印、缩印、扫描或其他手段保存、汇编、出版本学位论文。保密的学位论文在解密后适用本授权。学位论文作者签名：导师签名：年月日年月日万方数据致谢在即将毕业之际，首先向我的导师王福忠教授致意深深的谢意。在两年半的研究生学习过程中，王老师在学习和生活中给予了我很大的帮助，特别是在选题和论文撰写过程中，老师一直给予了悉心的指导，并对论文中的不足和错误进行认真指正，使我的论文能顺利完成。另外王老师严谨的治学态度、追求创新的思维、乐观的态度以及平易近人的品德都是我需要学习的。在论文完成之际，谨向恩师表达我由

4、衷的感谢。同时要感谢电气学院的老师们和08级全体研究生同学，在论文撰写过程中得到了216实验室和118实验室的各位同学的大力支持，特别是任宁宁、刘兴艳、任凤娟、胡艳丽、钟颖等同学，在此向各位老师和各位同学对我的帮助表示感谢。在论文撰写过程中，引用了许多文献和书刊的研究成果，在此向各位作者致意诚挚的谢意。另外，衷心感谢评阅本论文和出席硕士论文答辩的各位专家在百忙之中抽出时间给予指导！最后，感谢我的家人，谢谢你们二十几年来对我无私的爱和鼓励，你们的教诲将会永远激励我前进！万方数据摘要目前，超声波多普勒流量计以其不破坏流场、通用性好、对流体的压力、粘度等因素不敏感等特点得到广泛应

5、用。然而，在实际应用中由于超声波在流体中的传播会受到流体流速、管径、温度等因素的影响，从而影响超声波多普勒流量计的测量精度，因此还需要进一步地改进和修正。本文首先在查阅了大量国内外超声波流量计文献的基础上，针对固液两相流体中存在的流速截面误差问题，将信息融合技术和神经网络相结合，提出了将管道截面分为若干个信息窗分别进行数据采集的分区测量方法。其次，在分析了影响超声波多普勒流量计测量精度的各因素后，本文以TMS320LF2407ADSP为核心设计超声波多普勒流量测量系统，其硬件电路中引入GPRS模块来实现对数据的采集；其软件部分有主程序、数据监控程序及数据处理程序等内容；再次

6、，系统利用以快速傅里叶变换(FFT)为基础的周期图法和峰值逼近算法，并配合数字滤波技术实现多普勒信号在频域内的处理。最后，在THZK-1型测控技术综合试验平台上完成硬件调试，利用CCS2000和MATLAB软件完成软件调试，并在自行搭建的试验管道上测得流量数据。通过试验分析，该系统的方案设计在有效提高测量精度等方面达到了工业生产的基本要求。关键词：固液两相流体；多普勒效应；信息融合；分区测量；DSP；GPRSI万方数据II万方数据AbstractDopplerultrasonicflowmeterhasnoeffectonflowingfield，keepthegoodun

7、iversal，notsensitivetofluidpressureandviscosityarethepropertiesthatmakethemsowildlyadopted.However,intheactualapplicationofultrasonicwave,itcanheinfluencedbyvelocity,diameter,temperaturewhentransmissioninthefluid,thusaffectingthemeasuringaccuracyofDopplerultra