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铁路罐车超声波高精度液位测量系统的研究与设计
| 论文题名： | 铁路罐车超声波高精度液位测量系统的研究与设计 |
| 关键词： | MSP430单片机;铁路罐车;超声波;高精度液位测量 |
| 摘要： | 液面高度测量是铁路罐车容量计量的一种主要方法。目前铁路罐车液面高度普遍采用手动测量的方法。该方法测量效率低，劳动强度大，且难以保证精度。为了解决铁路罐车液位高度测量问题，本设计开展了有关铁路罐车超声波液位测量系统的技术研究。该研究旨在使目前的铁路罐车液位测量由手动操作变为自动操作，用技术手段保证测量精度。从而使铁路罐车容积测量更准确、更可靠。在此研究基础上，设计试图开发一套可供生产使用的应用系统，以满足生产一线需求。 该研究通过对目前使用的各种液位测量方法进行比较，找出一种精度高、经济性好、实用性强又安全可靠的测量方法。本项目对差压式、重锤式、超声波式、雷达式、激光式和超声波式液位检测方法进行了多方面的比较，并且对引起超声波测距误差的主要成因做了多方面的分析。根据性价比最佳原则，系统选用以300KHz超声波换能器作为超声波收发元件，以MSP430F235微功耗单片机为主控器，以DS18820作为温度补偿测量器件的超声波液位测量方法。整个研究过程针对所选定的方案设计了硬件电路，开发了相关软件，进行了相关实验。 同时，本文提出了一种按回波脉宽估算回波滞后时间的方法。该测量和计算方法均很方便，可在不增加过多硬件和软件开销的情况下，提高测量精度。实验结果表明该方案在传播介质为空气、反射面为水、沥青和玻璃的条件下，装置在0-600mm的测量范围内，液位测量精度均可达到≤±1mm的要求。此外，该测量装置采用密封绝缘外壳，以满足复杂测量环境的要求。因此，实验验证了所选方法和所设计系统的正确性，可靠性和有效性。 |
| 作者： | 张柳 |
| 专业： | 控制理论与控制工程 |
| 导师： | 王英健 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 长沙理工大学 |
| 学位年度： | 2013 |
| 正文语种： | 中文 |
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