硕士论文-动态自校正超声液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动态自校正超声液位测量系统研究与实现姓名：廖雁鸿申请学位级别：硕士专业：检测技术与自动化装置指导教师：张朴20040511华中科技大学硕士学位论文摘要液位测量一直与自动化密切相关，几乎遍及生产与生活的各个领域。近年来由于新检测原理及微电子技术的发展和应用，使得液位测量仪更趋向小型化和智能化，逐步实现了故障诊断和报警，高精确度、高可靠性、安全性和多功能化。超声波测量液位是一种传统的、同时又非常具有发展潜力的方法。目前国内超声液位测量主要是采用气介式，部分采用液介式，由于所采用温度补偿式速度校正受限，或使用的超声频率受限，应用范围、测

2、量盲区和测量精度都不是很理想。而且传统的超声液位测量不适应液面动态倾斜的情况，特别不适应于飞机、坦克之类动态和狭小环境下的测量，而这种动态和狭小环境在军事上有着机动性和空间利用率的意义。相对于传统静态超声液位测量技术，本文讨论了液介式动态自校正超声液位测量方法，还具有小盲区、高精度和通讯方便等特点。在原理方面，本文重点介绍了：通过采用高频窄脉冲超声换能器，实现小盲区和高分辨力测量；采用特殊的超声波导管装置，从测量原理上一方面解决了动态液面跟随，扩大了超声液位测量的动态应用；另一方面实现了速度综合的自校正，这种校正方法能适应各种不同规律的液体媒介的声速变化

3、。由于引入了这些校正装置，超声回波信号变得相对复杂。在超声信号波形识别和到达时刻判别上，本研究将传统的阈值法改进为高速数据全采集方法。因此本文还详细阐述以下内容：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：软件方面在数据全采集的基础上，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；为满足组成测量网络的需要，在软硬件方面还采用了串口通信和模拟电流输出。关键词：超声波，液位测量，动态，自校正，数据全采集华中科技大学硕士学位论丈=：==：====；==；=i===；==；==；=====目

4、====；≈目=；===；；一AbstractLiquidlevelmeasuringisrelatedwithrobotizationclosely，andalmostspreadsoverallfieldsofproducingandliving，Inrecentyears，becauseofthedevelopmentandapplicationofnewmeasureprincipleandmicro～electronicstechnique，theliquidlevelmeasuringinstrumentsbecomemoreminiatur

5、eandmoreintelligentized．Theygraduallyrealizefaultdiagnosisandalarm，hi曲precision，hi出reliability，highsafetyandmulti—function．Ultrasonicliquidlevelmeasurementisakindoftraditionalbuthavingpotential’Smethods．Atpresent，domesticultrasonicliquidlevelmeasuringsmostlyadoptair—mediumprincip

6、le，partlytooadoptliquid-mediumprinciple．Becauseofthelimittofrequencyorvelocitycorrecting，theirapplicationfieldandmeasureprecisionarenotveryidealMoreover，thesetraditionalmethodscailnotbeappliedinthecircumstancewithgradientliquidsurface，especiallythedynamicandnarrow—spaceequip，such

7、asairplaneandtankButtheagilityduetomobileandthevacuumefficiencyduetonarrownessareveryimportanttomilitary．Oppositetothetraditionalstaticultrasonicliquidlevelmeasurement，onedynamicandcorrectingbyitselfultrasonicliquidlevelmeasurementtechnique，whichisintroducedinthisthesis．hasperfor

8、mancesuchas：smallnearlimit，hi曲precision，