超声波流量计测试及修正系统【开题报告】.doc

毕业设计开题报告 电气工程与自动化 超声波流量计测试及修正系统 一、选题的背景与意义 背景与意义： 超声波流量计是通过检测流体流动对超声束(或超声脉冲)的作用以测量流量的仪表。近年来，高速数字信号的处理技术与微处理技术的快速发展，新型探头材料与工艺的研究以及声道配置与流量动力学的研究，超声波流量测量技术取得了长足进展。随着电子技术、数字技术和声楔材料等技术的快速发展，成本随之降低 ，应用领域业已涉及水利、电力、冶金等行业 ，其优越的性价比正日趋成为流量测量的首选仪表之一⑴。 目前，高精度，便携式超声波流量计已成为各个仪表公司竞争研发的目标。想要在严峻的市场上占得优势，除了要研发出高性能的流量计外，还需要加快研发进度，缩短研发时间。 但是，往往在研发超声波流量计的过程中，要完成两大项任务：一、对当前研发的流量计进行性能测试；二、标定⑵：当产品完成研发时，利用标准流量计对产品进行标定（直接标定），一般利用反写校正系数的方法对误差进行处理，使流量计精度提高至设计要求。 在性能测试过程中，由于将当前研发测试数据与原流量计数据进行比较，显现出当前研发流量计的优势及不足之处，以方便研发者进行比较和功能改进；在产品标定时，则会利用标准流量表和研发产品进行现场测试及标定。由于在各个观测点，产品产生的误差不尽相同，每一个观测点都将计算出一个校正系数。显然，观测点越多，绘制出来的校正系数/观测点 图中曲线将越接近连续，标定的效果也越好，经标定的流量表数据越精确。所以在标定时，我们将尽可能多的增加观测点。 由于流量是一个动态量，流量测量⑶是一项复杂的技术，无论在性能测试过程还是在标定过程中，都将对流量计产生的大量不同类别的数据进行记录。以往都是研发人员进行手工记录，存放在excel表格中；在对标定数据的计算与处理是一项复杂、繁琐出错率极高的工作，因为标定一台超声波流量计时，将对其上下游时间，瞬时流量，累计流量，温度，脉冲等几十项数据进行提取及重复计算，以往均为资料员利用计算器进行计算，保存。很显然这样的效率非常低，并容易出错。 可见，在研发流量计过程中，对于这些大量数据的提取、重复计算等其他处理都将大幅度增加超声波流量计的研发时间和周期，这无论对于研发或者是投入市场都是不利的。 而本系统，则针对超声波流量计，在其研发测试过程中，记录其所需的大量数据。该系统能迅速、准确的获取超声波流量计中的数据，并分别计算出瞬时流量和累计流量的误差、重复性等性能参数；同时，将得到的数据绘制成曲线图实时显示。系统中的数据通信是建立在自定义的一个通信协议上。该系统能极大的缩短测试过程，提高研发速度。并且在流量计标定上，更是方便得出修正系数，在较短时间内就能对产品进行修正并投入市场。 　　毫无疑问，研发时间的极大缩短，对于新产品的研发以及在市场的占有具有巨大的吸引力。 二、研究的基本内容与拟解决的主要问题： 基本内容：本课题拟研究的是超声波流量计测试和修正系统的实现。本系统利用虚拟串口⑷即USB接口与R232/RS485桥连对标定及测试过程中的数据实时采集。 本课题将完成以下功能： 从USB接口读取流量计传上来的数据； 在界面进行动态显示，绘制出实时曲线进行观察 将数据保存在excel表格中 计算出瞬时流量和累计流量的误差、重复性等性能参数，得出修正系数 数据 数据 系统 实时显示 曲线绘制 数据处理保存 缓存 拟解决的问题： 1）上位机下位机之间的数据传输 由于该系统设计是以研发软件产品在市场有高需求为目的，成本低，效率高，兼容性是吸引市场的重点。所以在接口兼容性高，数据传输速率、准确率高是该系统首要完成的任务。 当前考虑以USB进行桥连⑸的虚拟串口通信，进一步可以考虑红外线等接口，以满足市场需求。 2）数据通信类别的选择：考虑到低成本，连接的简单性及数据传输的可靠性，拟定以串口通信⑹并利用Microsoft visual C++的通信控件⑺（MSComm）进行通信。 3)对于流量计测试中大量数据的缓存问题：测试中，由于需要大量的数据，以及数据类型，功能的不同，如何进行存储并方便提取。本系统中设计为利用数据协议对每个数据进行规定，存储时同时存储数据名称类型及数据名地址。 4）提高数据显示的实时性：无论对于曲线的绘制和实时显示，都要求较高的实时性，延时情况严重则对数据观察带来麻烦，延时越低系统效果越好，本系统将设计为在数据提取的同时，页面进行数据显示和曲线显示，同时进行数据保存。 5）数据的保存：当数据保存时，希望数据容易保存和重新观察及数据对比。本系统中设计将数据保存于excel表格中。 6）标定功能及校正系数计算：本课题中我们将设计系统超声波流量计标定功能，利用标定值计算校正系数，同时考虑到误差的浮动，将重复计算以得到更精确的校正系数。 研究的方法与技术路线： 本