超声波自动测温系统的设计.doc

摘要：随着科学技术与工程生产的发展对锅炉内温度的检测提出了更严格的要求。提高锅炉的燃烧效率对节能降耗有着十分重要的意义。在火力发电等的产业中，燃料的费用通常会占据70%以上。而炉内温度是锅炉燃烧过程中一个非常重要的参数，如何更准确地以及更及时地对炉内温度进行测量决定着整个锅炉系统的性能。由于国内在炉内温度测量领域起步较晚且目前仅仅处于起步阶段，因此急需炉温测量领域的研究。

本文通过对焙烧及冶炼工业过程常使用的温度的检测与控制方法的分析，提出了基于超声波脉冲技术的零点回鸣法测量声速并通过微机控制自动跟踪测量温度的超声波测温系统。本次设计从检测超声的原理入手，利用声时与温度关系来测定炉膛温度，主要研究了超声波的发射及接受、信号转换电路、测温电路、零点回鸣法的实现及微机部分的实现等。该装置检测精度高，并能实现在线检测，对及时指导生产、及时反馈数据、降低能耗等起到了良好的作用。

关键词：炉膛温度；超声波；在线检测

目录

摘要

ABSTRACT

第1章 绪论-1

1.1 课题背景及研究的目的和意义-1

1.2 温度测量方法-1

1.2.1 接触式测量法-1

1.2.2 非接触式测量法-2

1.3 声学法炉温测量的应用与现状-3

1.3.1 国外的研究现状-3

1.3.2 国内研究现状-4

1.4 课题的主要任务和研究内容-4

第2章 声学测量原理-7

2.1 波动方程-7

2.2 声速C与媒介温度T的关系-8

2.3 声学测温原理-9

2.4 声波测温装置的声源-10

2.5 零点回鸣法及超声自动测温原理-10

2.6 本章小结-11

第3章 系统总体设计及硬件设计-13

3.1 系统结构-13

3.2 单片机系统模块设计-13

3.2.1 AT89C52单片机简介-14

3.2.2 看门狗监视器MAX706-14

3.3 超声波传感器的设计-15

3.3.1 超声换能器-15

3.3.2 换能器与电路的匹配-15

3.3.3 超声波发射电路-18

3.3.4 超声波接收电路-20

3.4 A/D转换电路-22

3.5 计数器-22

3.6 本章小结-23

第4章 软件设计-25

4.1 超声波发送子程序-25

4.2 温度采集程序-26

4.3 数据转换子程序-26

4.4 LCD显示子程序-27

4.5 本章小结-28

第5章 结论与展望-29

5.1 结论-29

5.2 不足之处及未来展望-29

参考文献-31