超聲波液位計基于DSP的探討 六

本課題需要完成的工作主要有：

(1)研究超聲波換能器的阻抗特性，設計超聲波換能器的高壓驅動電路；

(2)研究超聲波換能器在多脈沖激勵狀況下的電路系統建模，提出一種在不減少超聲波量程的基礎上的盲區降低方案；

(3)針對超聲波液位計的工作流程，設計信號處理硬件電路，設計DSP硬件系統；

(4)熟練使用TI提供的免費操作系統(DSP／BIOS系統)，熟悉操作系統的API函數調用方法；

(5)在DSP內部實現數字濾波器對信號的濾波，利用DSP／BIOS操作系統進行數字信號處理的實現以及模塊化設計，進行互相關運算；

本課題為課題組與天信儀表集團合作開發超聲波液位計，通過高性能處理器以及各個環節的優化，目標是制作出超聲波液位計樣機，各項性能指標達到國外先進液位計的標準。

1．3本章小結

本章主要介紹了在工業應用上液位測量的應用場合、方法，結合各個特點，選擇了本課題所需要使用的液位測量方式，簡要介紹了超聲波液位測量的實現手段以及本課題所要完成的任務。

2．基于單換能器的超聲波液位計整機方案

2．1超聲波換能器原理

頻率高于20KHZ的聲波稱為超聲波，由于超聲波的波長很短，通常的障礙物的尺寸要比超聲波的波長大好多倍，因此超聲波的衍射效應很微弱，它在均勻介質中能夠實現定向的直線傳播，超聲波的波長越短，這一特性就越顯著，超聲波用于測距正是利用了超聲波的這一特點．

超聲波測距的一次儀表為超聲波換能器，二次儀表為后端的信號接收以及處理電路。

超聲波換能器指的是能夠實現電能和聲能之間相互轉換的裝置，通常換能器都有一個電動

儲能元件和一個機械振動系統。當換能器作為發射器使用時，從激勵電源的輸出級送來的

電振蕩信號將引起換能器中電儲能元件中電場或磁場的變化，這種電場或磁場的變化通過

壓電效應對換能器的機械振動系統產生一個推動力，使其進入振動狀態，從而推動與換能

器機械振動系統相接觸到介質發生振動，向介質中輻射超聲波。

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 超聲波流量計