超声波液位计基于DSP的探讨 六

本课题需要完成的工作主要有：

(1)研究超声波换能器的阻抗特性，设计超声波换能器的高压驱动电路；

(2)研究超声波换能器在多脉冲激励状况下的电路系统建模，提出一种在不减少超声波量程的基础上的盲区降低方案；

(3)针对超声波液位计的工作流程，设计信号处理硬件电路，设计DSP硬件系统；

(4)熟练使用TI提供的免费操作系统(DSP／BIOS系统)，熟悉操作系统的API函数调用方法；

(5)在DSP内部实现数字滤波器对信号的滤波，利用DSP／BIOS操作系统进行数字信号处理的实现以及模块化设计，进行互相关运算；

本课题为课题组与天信仪表集团合作开发超声波液位计，通过高性能处理器以及各个环节的优化，目标是制作出超声波液位计样机，各项性能指标达到国外先进液位计的标准。

1．3本章小结

本章主要介绍了在工业应用上液位测量的应用场合、方法，结合各个特点，选择了本课题所需要使用的液位测量方式，简要介绍了超声波液位测量的实现手段以及本课题所要完成的任务。

2．基于单换能器的超声波液位计整机方案

2．1超声波换能器原理

频率高于20KHZ的声波称为超声波，由于超声波的波长很短，通常的障碍物的尺寸要比超声波的波长大好多倍，因此超声波的衍射效应很微弱，它在均匀介质中能够实现定向的直线传播，超声波的波长越短，这一特性就越显著，超声波用于测距正是利用了超声波的这一特点．

超声波测距的一次仪表为超声波换能器，二次仪表为后端的信号接收以及处理电路。

超声波换能器指的是能够实现电能和声能之间相互转换的装置，通常换能器都有一个电动

储能元件和一个机械振动系统。当换能器作为发射器使用时，从激励电源的输出级送来的

电振荡信号将引起换能器中电储能元件中电场或磁场的变化，这种电场或磁场的变化通过

压电效应对换能器的机械振动系统产生一个推动力，使其进入振动状态，从而推动与换能

器机械振动系统相接触到介质发生振动，向介质中辐射超声波。

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 超声波流量计