流量作為過程控制的重要參數(shù)之一，與現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)和居民生活有著緊密的聯(lián)系。隨著科技進(jìn)步和理論研究的提高，流量測量技術(shù)在近些年得到快速發(fā)展。超聲波流量計(jì)作為一種新型的流量計(jì)，憑借著通用性能好、實(shí)現(xiàn)非接觸測量等優(yōu)點(diǎn)，在現(xiàn)代流量測量中得到了廣泛的應(yīng)用。目前國內(nèi)的超聲波流量計(jì)造價(jià)比較貴，與國際先進(jìn)水平相比，在測量精度、系統(tǒng)穩(wěn)定性和電路設(shè)計(jì)等方面都有較大差距。 　　

超聲波流量計(jì)是通過向待測流體中發(fā)射特定的超聲波，測量超聲波在待測流體中的傳播參數(shù)得到流量信息。本文系統(tǒng)的研究了超聲波流量計(jì)的相關(guān)理論，基于時(shí)差法，以美國儀器(... 展開 流量作為過程控制的重要參數(shù)之一，與現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)和居民生活有著緊密的聯(lián)系。隨著科技進(jìn)步和理論研究的提高，流量測量技術(shù)在近些年得到快速發(fā)展。超聲波流量計(jì)作為一種新型的流量計(jì)，憑借著通用性能好、實(shí)現(xiàn)非接觸測量等優(yōu)點(diǎn)，在現(xiàn)代流量測量中得到了廣泛的應(yīng)用。目前國內(nèi)的超聲波流量計(jì)造價(jià)比較貴，與國際先進(jìn)水平相比，在測量精度、系統(tǒng)穩(wěn)定性和電路設(shè)計(jì)等方面都有較大差距。 　　

超聲波流量計(jì)是通過向待測流體中發(fā)射特定的超聲波，測量超聲波在待測流體中的傳播參數(shù)得到流量信息。本文系統(tǒng)的研究了超聲波流量計(jì)的相關(guān)理論，基于時(shí)差法，以美國儀器(TI)公司的Cortex-M3架構(gòu)的高性能、低功耗微控制器LM3S9B96，和ACAM公司的TDC-GP21為核心，設(shè)計(jì)了一款適用于管道流量檢測的超聲波流量計(jì)，論文主要工作歸結(jié)如下: 　　

(1)超聲流量檢測的理論研究。研究了超聲流量測量的不同方法和應(yīng)用，具體分析了時(shí)差法的流量測量原理，影響時(shí)差法測量的影響因素和修正方法。 　　

(2)超聲波流量計(jì)設(shè)計(jì)的相關(guān)技術(shù)。介紹了ARM公司處理器的發(fā)展，總結(jié)了Cortex-M3的功能和特點(diǎn)，歸納了LM3S9B96的主要外設(shè)和應(yīng)用，深入研究了TDC-GP21的時(shí)間測量原理，并對超聲換能器的工作原理、驅(qū)動(dòng)信號(hào)和安裝方式等進(jìn)行了詳細(xì)分析。 　　

(3)系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)。介紹了系統(tǒng)的設(shè)計(jì)規(guī)劃和總體結(jié)構(gòu)，包括硬件電路設(shè)計(jì)和軟件編程調(diào)試工作。硬件設(shè)計(jì)包括Cortex-M3最小系統(tǒng)設(shè)計(jì)，TDC-GP21模塊設(shè)計(jì)和換能器驅(qū)動(dòng)電路等;軟件程序主要有Cortex-M3初始化與中斷控制，Cortex-M3與TDC-GP21通信程序、時(shí)間測量程序等。 　　

(4)系統(tǒng)測試與分析。在硬件設(shè)計(jì)和程序調(diào)試完成的基礎(chǔ)上，分別對系統(tǒng)的基礎(chǔ)功能和整體性能進(jìn)行了測試，并對測試結(jié)果進(jìn)行了分析。 　　本文設(shè)計(jì)的超聲波流量計(jì)與傳統(tǒng)的超聲波流量計(jì)相比，在測量精度、電路設(shè)計(jì)和儀器結(jié)構(gòu)方面都有所改進(jìn)，論文的研究內(nèi)容為超聲流量檢測的進(jìn)一步發(fā)展提供了有力支撐。