基于DSP及CPLD技术的超声波粘度测量系统的设计.pdf

兰州理工大学
硕士学位论文
基于DSP及CPLD技术的超声波粘度测量系统的设计
姓名:陈继开
申请学位级别:硕士
专业:测试计量技术及仪器
指导教师:姚运萍
20071030
面产环节的流程控制以及最终产品的性能评定起着重要作用。粘度测量可分为运动部光线干扰、对落球下落速度测量不准、粘度测量误差随机性大且数据采集量不足等缺陷,严重影响了粘度测量精度和效率。随着仪表自动化的发展和粘度测量式粘度计,尤其是以机械波衰减原理为基础设计的智能便携式粘度计在国外已有所以改善现有粘度测量装置、研究开发功能齐全的零切粘度测量系统势在必行。本文论述了一套独立设计的基于技术的超声波零切粘度测量系统,该系统在光电落球式粘度计的基础上大胆创新,利用超声波多普勒频差测速信号在器件内的延时,提高了测量的快速性和准确性;而且电路结构简单,修改方便,软件开发周期短。作为整个系统运算控制单元的核心处理器件度高、安装调试方便及易实现二次开发等优点,在国内粘度测量领域具较高的应粘度测量在石油、化工、纺织、食品、医药等诸多行业应用极为广泛,对生粘度测量和零切粘度测量两类。作为测量零切粘度的主要测量仪器之一的光电落球式粘度计,在实际粘度测量过程中常存在诸如:光电传感器透光受限、易受外法研究的深入,零切粘度的测量仪器由传统的光电落球式粘度计发展到能量衰减产品问世。但是,我国在液体静切粘度测量方面主要还是沿用光电落球式粘度计,法取代了传统的光电测速法,并对频差测量部分的电路设计和测量方法作了改进。其中利用改进的相位重合点法,以可编程逻辑器件为硬件基础完成的超声波频差测量模块设计。这一创新不但在降低了基准频率的同时缩短了在完成系统逻辑控制的同时,能够对采集到的数据进行高速处理,从而满足了系统测量实时性的要求。该粘度测量系统与光电落球式粘度计相比具有结构简单、测量速度快、准确用价值。关键词:超声波多普勒效应;粘度计;;硕十学位论文:之
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插图索引粘度流体在管中流动所受的阻力以及速度的分布图⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯落球下落的速度胧奔鋞函数曲线图⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯方波输出电路仿真图⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯图图振动式粘度计结构图⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯陀螺锥板型粘度计结构图⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯圆盘式旋转粘度计结构图⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯水平毛细管粘度计示意图⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯光电落球粘度计示意图⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯光电落球法示意图⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯落球受力示意图⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯声源运动,观察者静止时声波传播图⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯观察者运动,声源静止时声波传播图⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯量筒底部超声波反射示意图⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯量筒侧壁多普勒效应示意图⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯声楔与声波的折射示意图⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯...⋯方案一系统硬件框图⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯方案二系统硬件框图⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯系统整体结构框图⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯窄带调谐滤波器仿真图⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯信号滤波前后波形比对图⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯...⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯信号调理整形前后波形比对图⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯六阶巴特沃斯带通滤波电路幅/相频特性曲线图⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯六阶巴特沃斯带通滤波电路⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯露炔杉缏吠肌隩涌诘缏吠肌ぁぁ隩涌谑毙蛲肌内部结构图⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯采样时钟电路图⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯的模拟传送耦合电路图⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯存储器功能框图⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯疍转换与数据缓冲电路图⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯串行通信模块框图⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯与机串行通信的硬件电路图⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯基于癈际醯某ㄕ扯炔饬肯低车纳杓
频差测量模块结构框图⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯相位门控时序图⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯。⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯,⋯⋯⋯⋯⋯⋯·并行引导装载模式流程图⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯疍中断子程序流程图⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯多普勒信号功率谱图⋯¨⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯图图允灸?榈缏吠肌允拘酒列床僮魇毙蛲肌等精度测频原理框图⋯⋯⋯⋯