基于SOPC的超聲波流量計的研制.pdf

1、目前，流量計在化工、冶金、石油輸送、天然氣輸送、民用水表、民用燃氣等方面都有廣泛的應(yīng)用。而超聲波流量計是在超聲波技術(shù)發(fā)展到一定程度之后才得以應(yīng)用在實際生產(chǎn)場合的一種新型的流量測量技術(shù)，論文在借鑒了目前的SOPC(System On Programmable Chip)技術(shù)的基礎(chǔ)上，通過吸收國內(nèi)外先進的超聲波流量測量技術(shù)，采用交叉聲路時差法的測量原理，設(shè)計了一款基于SOPC技術(shù)的氣體超聲波流量計，流速的測量范圍為5-350m3/h，測量的

2、精度可達±2％，重復(fù)性可達1％。 該流量計在軟硬件的設(shè)計方面具有以下特點： 通過采用SOPC技術(shù)，實現(xiàn)了軟硬件的協(xié)同設(shè)計，最大限度的利用了現(xiàn)有的IP核進行系統(tǒng)設(shè)計，并自行設(shè)計了系統(tǒng)所需的功能IP模塊，通過總線成功的實現(xiàn)了通信，簡化了外部硬件電路的設(shè)計，減少了外部噪聲的干擾，提高了系統(tǒng)的可靠性。 通過采用與換能器匹配良好的發(fā)射接收電路，極大的提高了收發(fā)電路的工作性能；又通過設(shè)計合理的程控放大電路，擴大了放大電路的動

3、態(tài)范圍；并通過采用帶通濾波電路、門限比較電路、高速數(shù)據(jù)采集電路以及相應(yīng)的數(shù)字信號處理技術(shù)來減小外部噪聲干擾。通過軟件算法對流速修正系數(shù)進行自動修正以減小誤差，提高了系統(tǒng)的性能。 通過采用延遲窗口接收技術(shù)，減小了干擾脈沖對測量結(jié)果的影響；另外，通過采用脈沖寬度檢測技術(shù)來識別接收信號，提高了系統(tǒng)的穩(wěn)定性，并通過使用VC++編寫了上位機通信程序，實現(xiàn)對流量的實時監(jiān)控。 現(xiàn)場測試表明，系統(tǒng)運行穩(wěn)定，測量精度在較寬的測量范圍內(nèi)達到