单通道时差法超声流量计研发（软件部分）【开题报告】.doc

毕业设计开题报告电气工程与自动化单通道时差法超声流量计研发(软件部分)一、选题的背景与意义由于目前国内大部分的流量计是用传统的机械式接触式测量法,但是接触式流量流速测量具有十分明显及普遍的缺点:受被测流体温度、压力、粘度、密度等参数的影响十分大,并且难以检测到强腐蚀性、非导电性、放射性及易燃易爆介质的流量,目前的工业流量测量普遍存在着大管径、大流量测量困难的问题,这是因为传统接触式流量计会随着测量管径的增大带来制造和运输上的困难,关键是造价的提高、使用能量损耗的加大、安装维护困难等因素使得厂家们与顾客急于寻找一种新的流量测量方法来减少种种环境或材料等因素对测量的影响。超声波流量计相比于其他的传统型流量计有着明显优势。它属于非接触式测量类型仪器,超声波在流动的流体中传播时就能获取流体流速的信息。因此通过接收到的超声波就可以检测出流体的流速,从而可以换算成流量。超声波的特性使得超声波流量计几乎不受被测流体的温度、压力、粘度、密度等参数的影响,由于其非接触的特性使其可解决其它类型仪表所难以测量的强腐蚀性、非导电性、放射性及易燃易爆介质的流量测量问题。超声波流量计更适用于测量不易接触和观察的流体以及大管径管口的流量。使用超声波流量计不用在流体中安装测量元件故不会改变流体的流动状态,不产生附加阻力,仪表的安装及检修均可不影响生产管线的运行因而是一种理想的节能型流量计。 另外,鉴于非接触测量的特点,再配以合理的电子线路,一台仪表可适应多种管径测量和多种流量范围测量。它的适应能力也是其它仪表不可比拟的。具有上述一些优点因此它越来越受到重视并且向产品系列化、通用化发展,现国内已制成不同声道的标准型、高温型、防爆型、湿式型仪表以适应不同介质,不同场合和不同管道条件的流量测量。并且其相对造价大概是传统流量计的十分之一,这对于商业上来说前景十分广泛,所以厂家及用户对非接触式的超声波流量测量计的研究力度和资金的投入不断加大,使得超声波流量计的发展十分迅速。近几年我国政府推广和谐社会,其中就有提到可持续发展。我国是个人口大国,淡水资源人均占有量仅为世界水平的1/4,并且仍存在着极大的资源浪费。所以,我国急需提高水计量的精确性、可靠性以及方便性,同时也要响应节能减排的号召尽量减少能耗。超声波流量计完全可以胜任。随着西气东输工程发展以及从俄罗斯等国铺设石油管道的需要。超声流量计在气体管道以及石油管道方面的应用也会越来越多。为此本课题的主要目的在于研究及开发一种有着良好的精度同时功耗又不是很高的超声流量计。也希望通过对本课题的研究能够为计量行业做出一些绵薄的贡献。二、研究的基本内容与拟解决的主要问题:(一)、研究的基本内容:1、软件滤波:克服超声波信号接受过程中受到的噪声干扰,同时由于接受时信号的强度不是一定的所以必须选择一种能够准确接受到超声波信号的方法,并且在出现偏差时用软件进行补偿。2、数字滤波:经过模拟电路滤波之后将再使用二级数字滤波使数据更精确。3、电源电压监控:电压过低时进行报警同时将当前寄存器中数据存入FLASH中,上电复位之后再取出。4、低功耗的研究:研究MSP430的各种低功耗模式,以及在保证精度的前提下减少测量次数以减少功耗。(二)、拟解决的主要问题:1、数字滤波及平均值方法的研究在提高测量精度的同时减少测量次数使功耗及精度都达到一个预期的目标。2、瞬时流量整定