高溫高壓環(huán)境下超聲液位檢測方法研究


2.7萬字 59頁 原創(chuàng)作品，已通過查重系統(tǒng)


摘要
在工業(yè)自動化生產(chǎn)中往往需要對高溫高壓容器中的液體液位進(jìn)行檢測，而目前在高溫液位檢測方面技術(shù)手段還不是荷熟。超聲液位檢測是一種重要的液位檢測手段，在液體罐體及運(yùn)送設(shè)備中得到了廣泛使用，但在高溫高壓環(huán)境下，超聲液位檢測還存在諸多關(guān)鍵性技術(shù)問題亟待解決。
本文在超聲波物理基礎(chǔ)之上，分析了高溫高壓環(huán)境中超聲檢測的技術(shù)難點(diǎn)，主要為高溫高壓致使超聲波傳播速度發(fā)生變化、超聲波能量衰減以及超聲換能器壓電效應(yīng)減弱甚至完全消失的問題。另外針對特定的液位檢測系統(tǒng)提出了一種檢測方案來解決超聲液位檢測中高溫高壓帶來的問題，并根據(jù)該方案設(shè)計了一套超聲檢測收發(fā)電路。超聲波發(fā)射電路包括555定時器電路、MOS管驅(qū)動電路、高壓尖脈沖發(fā)生電路以及高壓電源模塊；超聲波接收電路包括限幅電路、阻抗匹配電路、一級放大電路、二級放大電路和帶通濾波電路。本文還搭建了超聲液位檢測實(shí)驗(yàn)平臺，在實(shí)驗(yàn)室條件下對提出的方案的可行性及設(shè)計電路的性能進(jìn)行驗(yàn)證，并在PC機(jī)上對采集的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行了分析計算。
本文研究的超聲液位檢測系統(tǒng)是針對特定的測試條件設(shè)計的，要求發(fā)射電路能夠有大的發(fā)射功率以及大的增益。本文設(shè)計的發(fā)射電路能夠發(fā)射高達(dá)480V的尖脈沖激勵信號，激勵脈沖的脈寬、幅值以及重復(fù)頻率均可調(diào)。接收電路能夠?qū)⒒夭ㄐ盘柗糯?00倍，并且增益可調(diào)。二階有源帶通濾波電路能夠有效降低電路中的噪聲干擾。實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示，本文所設(shè)計的電路能夠接收到有效的回波信號，驗(yàn)證了方案的可行性。


關(guān)鍵詞：超聲波，液位檢測，高溫高壓，收發(fā)電路