学位论文 > 优秀研究生学位论文题录展示

质量流量检测技术的研究

作　者: 刘帆
导　师: 杨理践
学　校: 沈阳工业大学
专　业: 测试计量技术及仪器
关键词: 科氏质量流量计相位差线性插值复杂可编程逻辑器件频率跟踪
分类号: TH814.6
类　型: 硕士论文
年　份: 2007年
下　载: 164次
引　用: 0次
阅　读: 论文下载

内容摘要

科氏质量流量计(Corioils Mass Flowmeter，简称CMF)是以法国科学家Coriolis命名的一种以流体流过振动管时产生与质量流量成正比的科里奥利力为原理的直接式质量流量测量仪表。CMF产品具有高精度、直接测量质量流量和流体密度以及不受流体流型、粘度影响等优势。由于技术条件的限制，国产CMF产品存在零点漂移大，精度差的缺陷，因而目前国内CMF产品主要依靠进口。CMF系统中的相位差信号处理是影响测量精度的最关键的技术之一。本文在分析了CMF的测量原理和发展现状后，对CMF系统相位差信号处理作了较深入的讨论，在分析和比较多种相位差信号处理方法的基础上，提出了一种基于线性插值的相位差检测方法。该方法的基本思路是在两个正弦曲线零点附近近似线性信号区间采样序列中通过插值的方法找到幅值最相当的两点求其时间差从而得到相位差，仿真结果显示它能较好地克服零点漂移和高频噪声的影响。另外，在激振电路的设计过程中，利用频率跟踪技术，使激振器可以跟随测量管振动频率的变化而变化，为精确计算相位差信号提供了硬件支持，也提高了CMF系统的精确度。在此基础上开发了一种基于单片机和CPLD的CMF信号处理系统，详细地讨论了数据采集、CPLD设计和单片机系统设计，并对系统进行了实验和调试。本文还在参考多种文献的基础上讨论了一种基于数字锁相环的CMF信息处理算法。仿真和分析的结果显示，该处理方法能够很好地抑制高频噪声和固定频率干扰的影响。这为采用数字信号处理器来开发CMF系统从而提高CMF系统性能提供了理论参考。

全文目录

摘要  5-6
Abstract  6-10
1 绪论  10-17
  1.1 引言  10-11
  1.2 科里奥利质量流量计的特点  11-12
  1.3 科里奥利质量流量计的使用范围  12-13
  1.4 科里奥利质量流量计的基本原理  13-14
  1.5 科里奥利质量流量计应用中存在的一些问题  14-16
  1.6 课题的主要任务  16-17
2 CMF系统相位差检测技术  17-24
  2.1 引言  17
  2.2 常用相位差检测技术  17-18
  2.3 基于线性插值的相位差检测方法  18-24
    2.3.1 线性插值相位差检测方法  18-21
    2.3.2 MATLAB仿真和分析  21-24
3 CMF系统硬件设计与开发  24-46
  3.1 系统硬件设计概述  24-25
  3.2 模拟部分硬件设计  25-26
  3.3 数字部分硬件设计与开发  26-44
    3.3.1 数据采集部分设计  27-30
    3.3.2 CPLD部分开发与设计  30-38
    3.3.3 单片机系统及其外设  38-41
    3.3.4 系统软件流程  41-44
  3.4 系统试验结果  44-46
4 基于DPLL的CMF信号处理方法研究  46-59
  4.1 引言  46-47
  4.2 基于DPLL的信号处理过程  47-56
    4.2.1 总体概述  47-49
    4.2.2 数字混频使信号频谱发生移动  49-50
    4.2.3 积分梳状滤波  50-52
    4.2.4 下采样滤波  52
    4.2.5 FIR滤波器组  52-55
    4.2.6 频率跟踪与相位估计  55-56
  4.3 仿真分析  56-59
    4.3.1 △f-Y数据表的获取  56
    4.3.2 仿真和评价  56-59
5 结论  59-60
参考文献  60-63
附录系统电路原理图  63-64
在学研究成果  64-65
致谢  65

质量流量检测技术的研究

内容摘要

全文目录

相似论文