气液两相流电阻率测量系统硬件设计
毕业论文关键词 电阻层析成像，双极性脉冲电流，串口通信
Title Title Title Title The D esign Of Gas-liquid T wo-phase F low R esistivityM easurement S ystem （ Hardware part ）Abstract Abstract Abstract AbstractTwo-phase flow is one of the most common fluids in the nature, which alsoplays very important part in industry and daily life.Many methods have beenapplied on measuring two-phase flow, the one with great perspective isElectrical Resistance Tomography （ ERT ） . The characteristic of thistechnique is non-intrusive, non-radiant visualization and etc. The mainachievements made in this thesis are as follows:1. C ompletion of the FPGA-based control using a bipolar pulsed currentexcitation electrode 12, the two-phase flow means, select an adjacent pairof electrodes as excitation electrodes, and the other adjacent to theelectrode as a measuring electrode resistivity measurement systemConstruction .2. D esigned for the excitation of the bipolar pulse current, and to achievecontrollable pulse frequency and the current size.3. D esign of the signal conditioning and acquisition module, signalconditioning to achieve adaptive control, signal acquisition to ensure acertain degree of conversion accuracy.4. U sing Altium Designer to map out each module schematic.
Key words electrical resistance tomography, bi-directional pulsecurrent,serial communication .
目 次
1 绪论 1
1.1 课题背景介绍 1
1.2 电阻层析成像技术 （ ERT ） 发展及研究状况 2
1.3 课题的主要研究内容 7
2 电阻率测量的基本原理及结构 8
2.1 电阻率测量系统的基本原理 8
2.2 电阻率测量系统的基本结构 8
3 电阻率测量的总体方案设计 10
3.1 测量系统总体框架设计 10
3.2 测量系统的工作流程 1 1
4 电阻率测量系统硬件电路设计 1 2
4.1 激励信号发生模块 1 2
4.2 激励 / 测量切换模块 1 5
4.3 信号调理和采集模块 18
4.4 系统控制模块设计 26
4.5 电源部分设计 30
工作总结及建议 31
致谢 32
参考文献 33
1. 1. 1. 1. 绪论绪论绪论绪论1.1 1.1 1.1 1.1 课题背景介绍 课题背景介绍 课题背景介绍 课题背景介绍两相流体系广泛存在于自然界和工业生产过程中 ， 两相流测量的研究在人们的生产生活中占有重要的地位 。 在冶金 、 化工 、 食品 、 电力 、 建材及环境工程等方面都广泛存在着两相流动现象 。 随着工业自动化水平的不断提高 ， 两相流检测技术在工业生产和科学研究中发挥着越来越重要的作用 ， 在实际的应用中对两相流检测技术的需求也越来越多 。 本课题重点研究适用于对实时性要求较高的气 / 液两相流电阻率测量的硬件系统设计。
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