基于TDC7200的高精度超声波流量计研究

超声波流量计有非接触、安装方便等优点,在国民生产中有着广泛的应用,设计了一种基于TDC7200的时差法超声波流量计。系统选用高精度的时间测量芯片TDC7200为核心,以STM32FB407为控制芯片,用模拟前端TDC1000芯片替代了以往超声波流量计的模拟电路,将对流量的测量转换为对时间的测量,实现时间测量精度可达ps量级。分析了时差法超声波流量计的测量原理,介绍了TDC7200芯片的详细信息,阐述了超声波流量计的硬件结构和软件设计,完成了流量计的初步测试工作。设计的流量计在实测环境中体现出了较高的精度,静态水流中顺流和逆流时间差很平稳,标准差达到0.179 ns。

基于TDC7200的超声测温系统设计

文中设计了基于TDC7200超声测温系统,其对飞行时间的测量分辨率能达到ns级。通过对TDC1000的设计来作为超声波收发单元,使其电路更加简单可靠,测量范围更宽。实现了测温系统的软硬件设计,同时对声波传输中的干扰因素进行分析并提出了有效的解决方法。通过实验证明了该系统可以准确可靠地完成空间温度场的测量。

基于TDC1000和TDC7200的高精度液体流量测量系统设计

为迎合目前对小型化、高精度液体流速和流量测量系统的迫切需求,设计一种采用新型超声波测量集成芯片的高精度液体流量计。系统以基于TDC1000和TDC7200的新型超声波测量电路为核心,完成对液体流速和流量的高精度测量。超声波换能器采用Z型安装方式与时差式测量方案,在对流速的测量中提高了系统的测量精度。采用STM32F405微控制器对测量系统进行控制,上位机数据显示与控制终端通过CAN总线对测量系统的数据进行显示和控制。实验结果表明:该系统可完成液体的高精度流速和流量测量,测量精度达到实验预期;且其体积小巧,便于工业现场应用,具有很高的工业实用价值。

大口径超声波流量计高精度低功耗方案设计

针对影响超声波流量计测量精度和功耗的关键环节——超声波时差测量,设计了以超低功耗处理器EFM32G880F128为控制核心,以高精度、低功耗的超声波模拟前端芯片TDC1000和数字转换芯片TDC7200构成时差测量电路的控制系统,较好地控制了在回波信号的放大及接收过程中产生的误差及功耗,有效地提高了电池供电、大口径超声波流量计的测量精度,降低了产品功耗。经过检验,其测量误差低于1%,能够满足市场需求,具有良好的应用前景。

管段式矿用钻孔超声波流量计研究

为了保证煤矿井下的安全施工,掌握抽采工作面内部的瓦斯分布情况,提出建立以单个瓦斯抽采孔为监测单元的抽采监测系统,为更合理抽采方案提供数据支持。针对钻孔特性,利用TDC1000模拟驱动与TDC7200时间测量芯片,研制了一款基于时差法的管段式矿用钻孔超声波流量计。详细论述了装置的总体框架、测量原理及软硬件设计,并通过标准设备对装置性能进行了验证。试验结果表明,该装置性能优良,能够为煤层气抽采效果评价提供有力的数据基础。