基于ZigBee和TDC-GP2的分布式密度检测系统设计

针对化工企业强腐性液体原材料小口径、低流速多管道输送系统对高精度密度检测的需求,提出一种结合无线网络的超声波时差法密度测量方法。系统采用CC2530芯片为控制核心,组成ZigBee无线网络,终端利用高精度时差测量芯片TDC-GP2实现传输时差的准确测量,网关设备接收终端测量数据,并上传给工控机平台。测试表明:系统可以实现液体密度多通道长时间的连续稳定高精度测量,误差小于0.5%。     

分布式超声波浆液密度精密测量仪设计

实时的浆液密度测量是灌浆工艺中不可缺少的环节,超声波测量技术也日益广泛地被用来精密检测浆液密度。在传播距离一定时,利用超声波在介质中传播时传播速度受介质密度影响的特性,提出一种通过测量超声波在介质中的传播时间来间接求得被测介质密度的方法,设计出能够实时、精确检测浆液密度的分布式密度测量仪。在灌浆输送管道中,浆液密度多分布不均匀,检测装置采用分布式测头,将多对测头均匀布置在装有被测介质的管道外壁,多通道的测量使得测量结果更加准确可靠。研究中采用的高速信号处理电路以及数字插补算法,确保了ns级的时间测量,使得超声波浆液密度测量仪实现分辨率优于0.01 kg/m~3的高精度密度测量。     

高精度多声道超声波密度计

当超声波在介质中传播时,其传播速度受介质密度的影响。基于此种特性,设计了一种高精度的超声波密度计。通过测量超声波在介质中的传播速度来间接实现被测介质密度的高精度测量。由于采用了高分辨率和高速度的信号采集电路以及数字细分算法,使超声波传播时间的测量达到ns级,为超声波密度计实现测量分辨率优于10 g/m3的高精度密度测量提供了保障。设计中采用分布式测头,将多对测头均匀布置在装有被测介质的容器外壁,使测得容器中被测介质的密度更加准确可靠。     

TDC-GP21在超声波传播时间测量中的应用

在超声波应用中,超声波传播时间的测量精度非常关键.提出了基于STM32F103单片机和TDC-GP21芯片的超声波传播时间测量方案和一种提高过零点检测精度的测量原理及高信噪比过零点选择比较电路.系统实现的时间检测精度为10 ns量级.     

基于TDC-GP2的超声波气体流量计的研制

针对传统型超声波气体流量计精度不高的弱点,提出一种基于TDC-GP2时间芯片测量的系统设计,采用时差法测量原理,选用大口径晶片(直径15 mm)的超声波换能器,采用单一正电源供电的设计思路,基于中点电压法设计同相放大电路获取初级超声波信号,基于反相放大器的自动增益控制(AGC)电路实现信号幅度的恒定,设计了二阶带通滤波器电路用于放大电路产生噪声的滤除,设计了阈值可变的比较电路从而准确产生了用于计时的方波,并控制时间芯片TDC-GP2实现了时间差的精确测量。对整个硬件系统进行了测试,结果显示超声波气体流量计的精度达到1级。     

基于TDC-GP21高精度三维测风系统设计

针对快速准确测量风速和风向的问题,采用TDC-GP21高精度时间测量芯片和MSP430F413单片机控制芯片,设计了三维超声波测风系统。利用三对超声波换能器构成三维阵列,采用时差法测量风速和风向。该文介绍了三维超声波测风系统总体结构,超声波驱动电路和超声波接收电路以及风速和风向测量的软件流程。     

TDC-GP21在超声波热量表中的应用

介绍了基于增强型高精度时间数字转换芯片TDC-GP21的超声波热量表的具体设计方案。流量测量采用超声波时差法原理,利用MSP430F4152单片机控制TDC-GP21进行超声波传播时间和流体温度差的测量,提高了系统的测量精度,大幅降低了系统的功耗和成本。通过流量标定,系统测量结果可达热量表行业标准2级表要求。     

基于MSP430的超声波热量表的设计

设计以超低功耗单片机MSP430F4371为主要控制器的小管道热量表。采用高精度时间测量芯片TDC-GP21实现温度测量并通过超声波实现管道液体流量测量;采用M-BUS和红外实现通信并数据加密,可实现现场手持仪抄表和远程抄表;采用汉显,方便居民查看。通过校表台试验,本产品功耗低、误差小于1%且稳定。     

基于TDC-GP2的超声波热量表

介绍了基于高精度时间测量芯片TDC-GP2的超声波式热量表的具体设计.讨论了热量计量、流量测量、温度测量原理和热量表的设计方法.热量表中热水流量采用超声波时差法原理进行测量,超声波换能器为V型安装方式,有效地解决了管道堵塞问题.利用微控制器的休眠模式和超声波处理电路间隔供电等方法,大幅降低了仪表系统的功耗.     

同位素仪表在氧化铝生产中的应用

氧化铝生产是在强碱、高温、高压下进行,测量环境恶劣,我们用同位素仪表测量液体物料的密度,固体物料的重量,压力容器中物料界面的位置,效果很好。一、同位素密度计１．测量原理同位素密度计测量物料的密度系以γ射线的吸收率为基础。放射源在衰变过程中释放一定强度的γ射线,穿过管道或容器中的被测物料时,其强度随吸收物质的密度做指数变化：Ｉ＝Ｉ０ｅ－μρｄ式中：Ｉ０———经零点物料后测到的射线信号;Ｉ———经被测物料后测到的射线信号;———待测物料对射线的质量吸收系数;———待测物料的密度;ｄ———射线穿过待测…     

时间数字转换技术在超声波热量表设计中的应用

为了解决小管径、低流速流量条件下热量计量不精确的问题,设计了一种高精度、高分辨率的超声波热量测量系统。采用时间-数字转换芯片TDC-GP2,结合时差法和电容充放电法进行流量和温度测量,系统实现的时间间隔测量精度不超过0. 001 5%×设置值,分辨率能够达到100 ps。     

超声波热量表积分仪系统

目前,国内外大部分超声波热量表均使用相位时差来计算流量,但顺水或逆水测量中间存在切换过程,需要通过模拟开关转换,导致测量效率不高。因此,设计了高效测量超声波热量表积分仪系统,并阐述其工作原理。系统主要以授时模块作为记录时间测量的起始信号,以TDC-GP2芯片负责接收超声信号调理模块处理后的触发信号,根据授时模块中的起始时间直接计算出超声波在流体中的传播时间,仅需记录超声波在流通中传播的时间,而不必进行初始测量时间的记录;同时,利用超声波在顺水和逆水中传播速度不同,有序完成对顺水时间、逆水时间的测量,最后,通过时差法的原理公式即可计算出管道中的流量,明显缩短了系统运算时间并提高了处理效率。     

超声波热量表的设计研究

鉴于超声波传感器在管道上的安装问题,设计了直通式管道,彻底解决了超声波传感器的入射角问题,采用高精度的时间测量芯片TDC-GP2解决了时差法的测量精度问题,并采用了当前最流行的低功耗单片机MSP430作为积算仪,通过软件设置,使系统能以较低的功耗工作.     

新型时差法超声波流量计

结合时差法超声波流量计的基本原理,提出了一种多脉冲法的设计方案.选用了时间数字转换芯片TDC-GP2、MSP430F155单片机和ispLSI1032 CPLD等芯片,介绍了时差法超声波流量计的测量原理,阐述了测量系统的组成及软硬件设计,详细分析了ispLSI1032内部各组成模块和设计原理;得到了较好的实验结果,测量结果波动的峰峰值不超过2 ns,2 s内可以跟上流速变化,精度高于1%.     

铅酸蓄电池超声波电解液密度测量方法

文中针对开口式铅酸蓄电池研究了超声波电解液密度测量方法.根据超声波在不同液体中传播速度不同的原理,设计和制作了适合于稀硫酸电解液的超声波换能器,并针对超声波在液体中传播速度快、信号分辨困难问题,开发了以C8051F120单片机作为快速信号处理系统的电解液密度测量系统,实现了开口铅酸蓄电池电解液密度的在线测量.在充分考虑温度对超声波液体密度测量结果影响的基础上,进行多次试验验证,表明系统测量精度可达到0.001g/cm3,满足了工业现场的要求.     

基于FPGA的新型密度测量仪设计

作为影响生产工艺的一项重要指标,密度的实时、精密测量意义重大。超声波测量技术无损、精确、环保,越来越多地被用来实现高精度密度测量。将传播介质本身作为敏感元件,通过声速法测量超声波传播时间,再结合超声波在介质中传播时传播速度受介质密度影响的特性,只需要精密测量传播时间即可实现介质密度的高精度测量。基于FPGA的控制处理电路,能够完成数据的高速采集和实时存储,结合软件设计中的数字插补算法,为ns级的高精度时间测量提供了软、硬件基础,进而确保了高精度的密度测量。     

一款基于TDC-GP21的低功耗热量表设计与实现

介绍了一款基于高精度时间测量芯片TDC-GP21的超声波式热量表的具体设计。热量表中热水流量采用超声波时差法原理进行测量,超声波换能器采用V型安装方式。利用低功耗MSP430单片机的休眠模式等方法,大幅降低了测量系统的功耗。     

TDC-GP22在高精度超声波热量表中的应用

采用TDC-GP22芯片测量超声波在水中顺流和逆流传播时的时间差来间接测算水速和水流量,用K系数法对流量和温度差进行积分求出热量。结合STM32F103C8T6低功耗单片机,完成了对超声波热量表软件系统和硬件系统的设计,提高了测量精度,降低了功率消耗和成本的投入。经多次测量结果证明:该超声波热量表测量精度可达热量表行业标准的2级要求。     

毛细管成像法精确测量微量液体的折射率

介绍了一种用玻璃毛细管成像法精确测量微量液体折射率的方法及测量装置.该方法以充人透明液体的毛细管构成柱透镜,基于共轴球面光学系统的成像原理,对光学成像系统的放大率进行单一参数的测量,进而计算出待测液体的折射率.测量了纯水、乙醇、乙二醇、丙三醇的折射率,各种待测样品的需要量均小于0.002 mL,结果显示本试验装置的测量准确度与目前商用阿贝折射仪(±0.000 2)相当.另外,测量了不同浓度的乙二醇水溶液的折射率,并对测量的数据点进行了曲线拟合,测试结果与阿贝折射仪测量结果和理论公式计算结果所拟合曲线吻合完好.该方法具有待测液体用量极少、操作方便和折射率测量精度高的特点,适用于微量液体折射率的精确、快速测量.     

基于MSP430F4152单片机的超声波热量表的设计

一种采用时差法超声波测量流量的超声波热量表的设计,采用了低功耗单片机MSP430F4152为控制器和高精度计时芯片TDC-GP21对时间的测量来实现对温度的测量,使其成为一种具有高精度、低功耗、测量误差小和对水质要求低的新一代产品。