基于超声波及虚拟仪器的油罐液位检测系统研究

摘要

虚拟仪器是测量仪器的主要发展方向。超声波测量液位是一种传统的、同时又非常具有发展潜力的方法。但超声波频率高对采集系统要求较高，利用虚拟仪器的代表软件LabVIEW设计的高速采集系统能很好解决超声波信号的采集问题。本文研究了基于超声波及虚拟仪器的油罐液位检测系统，给出发射接收硬件设计、高速数据采集及微弱信号检测的液位检测系统应用设计。 首先，本文论述了虚拟仪器的发展和虚拟仪器的特点，液位检测技术的现状，指出了油罐超声波液位检测研究的重要性。并详细介绍了虚拟仪器及其代表性软件LabVIEW，研究了虚拟仪器的构建方法。 然后，讨论了超声波信号的传播特性，根据需要选择了合适的超声波传感器，给出了超声波发生和接收电路。并针对超声波信号高频的特点，研究了基于LabVIEW的采集卡驱动设计，开发了一种基于PC机的高速多通道数据采集系统及其软件设计。 针对信号获取中噪声的影响，对混沌振子Duffing方程进行了研究，讨论了小信号摄动的受迫Duffing振子在非平衡相变临界点附近的行为，推导出振子发生相变的相位条件，提出了一种利用间歇混沌理论进行微弱信号检测的技术。实验证明本技术能明显区分环境干扰与有用信号，并可准确实现对回波信号的特征提取，具有较高的信噪比。 最后，应用基于LabVIEW的虚拟仪器构建方法开发了油罐群超声波液位检测系统。本文给出了系统软硬件的设计方案，并对系统进行了误差分析，并给出了解决方案。

目录

文摘

英文文摘

第1章绪论

第2章虚拟仪器设计平台

第3章基于LabVIEW的超声波高速数据采集系统

第4章超声波检测技术

第5章基于混沌理论的微弱信号检测方法

第6章基于超声波及虚拟仪器的油罐液位检测系统的实现

结论

参考文献

攻读硕士学位期间承担的科研任务与主要成果

致谢

作者简介