探索超声波远传热量表的设计

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1、分类号UDC作者姓名：指导教师：申请学位级别：学科专业名称：论文提交日期：学位授予日期：评阅人：密级学位论文超声波远传热量表的设计史长青齐世清副教授东北大学信息科学与工程学院硕士学科类别：工学检测技术与自动化装置2010年6月论文答辩日期：2010年6月2010年7月答辩委员会主席：金伟教授白秋果教授刘福才教授东北大学2010年6月AThesisinDetectionTechnologyandAutomaticEquipmentDesignoftheUltrasonicCommitivaHeatMeterByS

2、hiChangqingSupervisor：AssociateProfessorQiShiqingNortheasternUniversityJune2010独创性声明本人声明，所呈交的学位论文是在导师的指导下完成的。论文中取得的研究成果除加以标注和致谢的地方外，不包含其他人己经发表或撰写过的研究成果，也不包括本人为获得其他学位而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均己在论文中作了明确的说明并表示谢=亡巴思0学位论文作者签名：善鞋婧日期：20JD年1q6日学位论文版权使用授权书本学位论文作者和

3、指导教师完全了解东北大学有关保留、使用学位论文的规定：即学校有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和磁盘，允许论文被查阅和借阅。本人同意东北大学可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索、交流。作者和导师同意网上交流的时间为作者获得学位后：半年口一年口一年半酣’两年口学位论文作者签名：史财签字日期：2DJ()辛1同6日导师签名：举世淆签字日期：20／0辱]网6日东北大学硕士学位论文摘要超声波远传热量表的设计摘要热量表是测量、计算并显示热交换系统所释放或吸收的热量值的仪表，是一种以微处理器和高精

4、度传感器为主要配件的机电一体化计量器具。在我国供暖体制改革的进程中起着十分关键的作用。随着我国供暖体制改革的不断深入，其自身也暴露出一些不足，传统的热计量仪表准确度不足，功耗大，易损坏且由于其大多使用有线的抄表方式，使得对现有用户的安装造成极大的不便。在此基础上，本文旨在设计一种新型的户用式热量表，以适用于目前供暖体制改革及用户的需求。其特点如下：(1)计量准确。本文采用超声波时差法计算流量值，采用焓差法计算热量值，并采用德国ACAM所生产的高速时间测量单元TDC．GP2作为流量和温度采集装置，保证了其计量值的

5、准确性。(2)低功耗设计。本文采用TI公司的MSP430F449芯片做为系统的核心处理器，其最大的特点就是低功耗，再加上TDC．GP2及由ZigBee技术所支持的无线抄表网络，使得整个系统在只需要一块锂电池的基础上，可以持续供电6年以上。(3)运行可靠，不易损坏，便于安装维护。超声波传感器属于间接非接触式测量，其测量过程完全不受介质中杂质、化学物质和磁性材料的影响，压损小，可以水平或垂直安装。这些特点使其运行过程中不易受外界环境的影响，且不易损坏，使用寿命长。(4)无线自动抄表。有线方式的自动抄表系统有其自身的

6、优点，但其需要在楼房设计初期就将其具体的实施方法考虑进去，不利于对现有供暖设施进行改造。且其布线工程量大，功耗大，无法用内置锂电池。而由ZigBee技术支持的无线抄表网络则可以克服上述缺点。关键词：时差法；焓差法；TDC．GP2；ZigBee2006东北大学硕士学位论文AbstractDesignoftheultrasoniccommitivaheatmeterAbstractHeatmeterisaninstrumentwhichcanmeasure，calculateanddisplaythecaloric

7、valuethatisreleasedandabsorbedbytheheat-exchangesystem；itisaMechanical&Electricalintegrationinstrumentwhichusedhighaccuracysensorandmicroprocessorasthemainparts，anditalsoplaysthecrucialroleintheprocessofheatingsystemreformofChina．Withthedevelopingreformofthe

8、heatingsystem，Italsoexposedsomedeficiencies，suchaspooraccurate，hugepowerconsumption，easyattaintandhardtoinstallbecauseofusinglineatecommunicationtechnologiesasthemodeofautomaticmeterreadingsyste