智能磁致伸缩液位测量仪设计.pdf

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1、118传感器与微系统(TransducerandMicrosystemTechnologies)2016年第35卷第3期DOI：10．13873／J．1000-9787(2016)03-0118-03智能磁致伸缩液位测量仪设计杨星红，黄皎，陆晓春，尹涛(河海大学物联网工程学院，江苏常州213022)摘要：针对当前液位测量监测系统中存在的多种问题，设计了一种高精度的智能磁致伸缩液位测量仪。系统采用ARMCortex-M4系列的EK—TM4C1294NCPDTI芯片作为核心控制处理器，包含电源模块、时钟模块、激励信号模块、信号检测模块、以太网接口模块、故障报警模块、数据存储

2、模块等。实现了测量精度高、稳定性好、人机交互友好，具有网络化通信功能的智能液位测量仪。关键词：磁致伸缩；ARMCortex-M4；智能；网络化中图分类号：TP23文献标识码：A文章编号：1000-9787(2016)03-0118-03Designofintelligentmagnet0stritiVeliquidlevelgaugeYANGXing．hong．HUANGJiao，LUXia9一chun，YINTao(CollegeofInternetofThingsEngineering，HohaiUniversRy，Changzhou213022，China)Abs

3、tract：Aimingatseveralproblemsinliquidlevelmeasuringandmonitoringsystem，ahigh—precisionintelligentmagnetostrictiveliquidlevelgaugeisdesigned．ThesystemusesARMCortex—M4EK-TM4C1294NCPDTIchipascorecontrolprocessor，includesofpowersupplymodule，clockmodule，excitationsignalmodules，signaldetection

4、module，ethernetinterfacemodule，faultalarmmodule，datastoragemodule，etc．Realizeintelligentliquidlevelgaugewithnetworkedcommunicationfunction，whichhashighprecision，goodstabilityandfriendlyhuman—computerinterface(HCI)．Keywords：magnetostrictive；ARMCortex—M4；intelligent；networked0引言加激励驱动脉冲，波导丝

5、周围瞬时产生电磁场，与磁铁产生现如今部分工业现场环境恶劣，对测量设备提出了诸的轴向磁场叠加，形成螺旋磁场，由于磁致伸缩效应，扭转多要求，如需要耐高温高压、抗磨损、腐蚀等，工作人员也很波发生瞬时形变产生扭转波，该扭转波以已知的固定超声难近距离操控测量流程，这使得测量过程不那么轻易可行。波速度向两端传播J，一端被阻尼器吸收，另一端被线圈磁致伸缩液位传感器因其具有大量程、高精度、易维护、免检测到。传感器头部感应线圈检测到扭转波信号时，该时定标、长寿命和强适应性等特点，目前广泛应用于工业液位刻与驱动脉冲产生时刻的时间间隔为扭转波传播时间，该测量领域，满足了工业现场对液位测量的环

6、境要求。时间与扭转波波速乘积即为活动磁铁的位移，即由于我国自行研制的液位测量仪虽然具有一定的测量S=Xt，(1)精度，能够满足基本测量要求，但其在操作、人机交互、数据式中为测量的位移，m；为扭转波传播的速度，nVs；容量和兼容性上均存在一定的局限性J。传统液位测量t为扭转波传播时间，S。仪只配备了传统的工业现场总线方式，这对远距离的控制和访问造成了困难，使得测量数据无法得到实时监控。几本文设计了一种智能磁致伸缩液位测量仪，具有网络化接口，能够实现实时数据传输与存储，实时监测与报警功图1磁致伸缩传感器结构图能。Fig1Structurediagramofmagnetost

7、rictivesensor1测量仪总体概述1．2测量仪系统设计1．1测量原理如图2所示为系统的总体结构框图。智能磁致伸缩液如图1所示为磁致伸缩传感器结构图，包括传感器头位测量仪以TM4C1294NCPDTI为主控制器，包含电源模部、探测杆、活动磁铁和阻尼器。主控制模块向波导丝上施块、时钟复位模块、激励脉冲产生模块、回波信号处理模块、收稿日期：2015-06-24第3期杨星红，等：智能磁致伸缩液位测量仪设计119故障报警模块、触摸屏显示模块、数据存储模块以及以太网MAXIM公司的具有高输入阻抗、高带宽、稳定的放大倍数接口通信模块等。和带宽增