基于超声波原理的柴油机油耗传感器设计开题报告

全文总字数：3773字

1. 研究目的与意义（文献综述）

有古至今，流量的测量一直是困扰人们的一个难题。早在1738年，瑞典人伯努利就再第一伯努利方程的基础上利用压差法测量流量。1791年，意大利人文丘里使用文丘里管测量流量并进行研究。到1886年，美国人赫谢尔才制成测量流量的实用测量装置。直到20世纪，流量测量技术开始成熟，人们开始研究和使用不同的流量测量方法。^[1]通过不同的原理研制出了形态各异的流量测量仪器，如压差式流量计、容积式流量计和超声波流量计等。

超声波流量计是一种集声学测量技术、电子技术和传感器技术于一体的流量计，具有量程范围广、价格低、能实现非接触测量、无压力损失和通用性强等优点。^[2]

国外学者对超声波流量计的研究现状：hamidullin, v.对超声波流量计进行分析，并对误差很大的超声波流量计动力学的数学模型进行了优化和改进。^[3]s. g. joshi展示了基于表面声波与体声波之间耦合的模式耦合换能器（mct）可用于实现高效的宽带设备，用于生成和检测流体中声波，从而使超声波流量计进行简单高效的高精度测量。^[4]van deventer, j.介绍一种只有两个传感器的新型超声波质量流量计，利用基于lynnworth设计的超声波密度计，通过声音脉冲在上行和下行声传播之间的传播时间差来估计流量。^[5]kunadt,a.将压能换电器集成到复合组件中，使用带有压电大纤维复合材料（mfc）换能器集成阵列的纤维增强塑料（frp）作为超声波发射器和接收器，构建了复合材料制成的流量计。^[6]

2. 研究的基本内容与方案

2．1研究内容

论文主要内容包括基于超声波原理设计一个精确测量燃油实时消耗的油耗测量装置。因为超声波感测模拟前端tdc1000可编程且具有灵活性，并能针对多种发射脉冲和频率、增益和信号阈值进行配置，选用tdc1000进行相关设计；根据tdc1000的供电需求，电源的保护以及传感器信号的处理，设计单片机的模块电路；在硬件基础上，进行包括tdc1000各寄存器配置在内的各个模块的子程序设计；对于完成初步设计的油耗传感器进行安装，以及进行控制器信号测试、系统功能测试等。

2．2研究目标

3. 研究计划与安排

（1）第1-2周，查阅相关文献资料，明确研究内容，了解研究所需技术方案及措施。确定方案，完成英文翻译、文献阅读报告及开题报告。

（2）3-4周，完成超声波模拟前端芯片tdc1000的单片机硬件电路模块设计 。

4. 参考文献（12篇以上）

[1]朱宇辉,丁川,阮健.容积式流量计的研究现状及展望[j].液压与气动,2019(04):1-14.

[2]邓凯. 基于时差法超声波流量计的设计与研究[d].华南理工大学,2013.

[3]hamidullin, v.. dynamics of ultrasonic flowmeters[p]. ultrasonics symposium, 1995. proceedings., 1995 ieee,1995.