專利名稱：一種基于dsp、單片機(jī)處理器進(jìn)行濃度計(jì)量的微波濃度計(jì)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種測量儀器，尤其涉及一種基于DSP、單片機(jī)處理器進(jìn)行濃度計(jì) 量的微波濃度計(jì)。
技術(shù)背景 濃度計(jì)是造紙、食品等輕工業(yè)制造生產(chǎn)工藝過程監(jiān)控必不可少的檢測儀表，目前 主要使用的濃度計(jì)是刀式濃度計(jì)、旋轉(zhuǎn)式濃度計(jì)、超聲波濃度計(jì)、微波濃度計(jì)。其中刀式濃 度計(jì)、旋轉(zhuǎn)式濃度計(jì)是根據(jù)力學(xué)原理中的摩擦力、剪切力原理來達(dá)到濃度檢測目的，這種濃 度計(jì)的缺陷是濃度測量范圍小(檢測范圍在1. 5%和6%之間)、受被測液成分影響(如不 能用于泥漿和懸浮液的濃度檢測)；而超聲波濃度計(jì)的缺陷則是濃度計(jì)的探頭的表面易結(jié) 垢以及被測液體中存在的氣泡在一定程度下將影響濃度的檢測精度；微波濃度計(jì)克服了上 述幾種濃度計(jì)的缺陷，具有測量精度高、范圍廣、不受被測介質(zhì)的流速影響等優(yōu)點(diǎn)。微波濃度計(jì)測量原理微波在液體中的行走速度^ = ；^其中c是光速，e是介
質(zhì)介電常數(shù)，所以在不同介質(zhì)液體中微波的行走速度不同，在水介質(zhì)中的速度最慢，在水混 合其它非金屬介質(zhì)中速度變快，檢測微波在通過一定距離的液體介質(zhì)的延時(shí)時(shí)間即能反映 該介質(zhì)的濃度?；谶@個(gè)原理，微波濃度計(jì)的基本結(jié)構(gòu)是充滿被測介質(zhì)管道面對的兩側(cè)分 別安裝微波發(fā)射天線和微波檢測裝置，檢測微波從發(fā)射到接收的混頻信號，如圖1所示，混 頻信號的相位偏移即代表了被測介質(zhì)的微波信號的延時(shí)，將通過被測介質(zhì)檢測到的混頻信 號與已知濃度的標(biāo)準(zhǔn)介質(zhì)的混頻信號的相位差轉(zhuǎn)換成濃度，η = k* θ 1。由于同樣濃度的介 質(zhì)在不同溫度下的介電常數(shù)不同，也就是說同樣的濃度在不同溫度下測得的相位差是不一 樣，如圖2所示的是50 口徑管道中，當(dāng)被測介質(zhì)在同樣濃度下溫度變化兩度時(shí)相位差的變 化曲線。如果被測介質(zhì)在溫度發(fā)生變化時(shí)，僅測量相位差值而不考慮補(bǔ)償溫度引起的相位 差，測量值就會顯示濃度發(fā)生變化，尤其在管道口徑變大時(shí)，溫度的變化將使相位差變化更 大，如圖3所示150 口徑管道相位差的變化曲線，對濃度測量影響也最大。當(dāng)微波穿越介質(zhì)時(shí)，介質(zhì)的溫度變化不僅影響微波的速度，而且還有一定的衰減， 尤其是大口徑管道中，衰減情況更為嚴(yán)重，如圖2、圖3所示。當(dāng)微波信號低于和高于一定范 圍時(shí)，混頻后的中頻波形將發(fā)生畸變，從而影響電路對相位差的測量，是否能精確檢測相位 差θ 1和做好溫度相位差補(bǔ)償θ 2，接收的中頻信號幅值的衰減控制將直接影響濃度檢測 精度，甚至直接影響濃度的測量值，也可能導(dǎo)致濃度計(jì)無法使用。目前已知微波濃度計(jì)對相 位差的檢測采用常規(guī)電路，且無溫度補(bǔ)償及微波信號的幅值調(diào)節(jié)功能。

實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型為克服現(xiàn)有技術(shù)中存在的不足之處，目的在于提供一種基于DSP、單片 機(jī)處理器進(jìn)行濃度計(jì)量的微波濃度計(jì)，采用以DSP和單片機(jī)為核心處理器嵌入軟件的方式 實(shí)現(xiàn)微波濃度延時(shí)差值測量和溫度補(bǔ)償、微波信號幅值自動調(diào)節(jié)功能，測量準(zhǔn)確度高，具有可以適應(yīng)大溫度變化，大濃度變化、大小口徑的介質(zhì)濃度測量的優(yōu)點(diǎn)，成功地解決了現(xiàn)有技 術(shù)中存在的問題。 本實(shí)用新型是通過以下技術(shù)方案達(dá)到上述目的一種基于DSP、單片機(jī)處理器進(jìn) 行濃度計(jì)量的微波濃度計(jì)，包括測定管、微波發(fā)射裝置、微波接收裝置、溫度傳感器、一次表 處理單元；微波發(fā)射裝置、微波接收裝置分別相對應(yīng)地設(shè)置在測定管的兩側(cè)，溫度傳感器設(shè) 置在測定管的內(nèi)部，微波發(fā)射裝置、微波接收裝置通過同軸電纜和一次表處理單元連接，溫 度傳感器和一次表處理單元連接，還包括有二次表處理單元，所述的一次表處理單元對微 波發(fā)射和接收的混頻信號及被測介質(zhì)溫度信號數(shù)字采樣，并通過通訊電纜以485通信方式 傳遞給二次表處理單元，二次表處理單元計(jì)算混頻信號的相位差和溫度相位補(bǔ)償值，按公 式濃度=Κ*( θ 1- θ 2)+B，計(jì)算被測介質(zhì)濃度值并顯示。作為優(yōu)選，所述的一次表處理單元包括DSP處理器、電壓控制模塊、DA模塊、微波 信號源模塊、放大器I、放大器II、信號衰減模塊、混頻器、放大器III、電子開關(guān)模塊、A/D轉(zhuǎn) 換模塊、通信模塊I ；電壓控制模塊、A/D轉(zhuǎn)換模塊、通信模塊I分別和DSP處理器相連，電壓 控制模塊和DA模塊相連，DA模塊和微波信號源模塊相連，微波信號源模塊和放大器I相連， 放大器I和微波發(fā)射裝置相連，微波經(jīng)被測管道，由微波接收裝置接收，微波接收裝置和放 大器II相連，放大器II、信號衰減模塊、混頻器、放大器III、電子開關(guān)模塊順序相連，溫度 傳感器和電子開關(guān)模塊相連，電子開關(guān)模塊與A/D轉(zhuǎn)換模塊相連。作為優(yōu)選，所述的二次表處理單元，包括單片機(jī)處理器、通信模塊II、存儲模塊、鍵 盤輸入模塊、顯示模塊、閥位信號輸出模塊、濃度值信號輸出模塊；通信模塊II、存儲模塊、 鍵盤輸入模塊、顯示模塊、閥位信號輸出模塊、濃度值信號輸出模塊分別和單片機(jī)處理器相 連，通信模塊II與通信模塊I相連。作為優(yōu)選，所述的DSP處理器采用TMS320F2812。作為優(yōu)選，單片機(jī)處理器采用MSP430F149。本實(shí)用新型的有益效果本實(shí)用新型就是克服上述微波濃度計(jì)缺陷，采用以DSP 和單片機(jī)為核心處理器嵌入軟件的方法實(shí)現(xiàn)微波濃度延時(shí)差值測量和溫度補(bǔ)償、微波信號 幅值自動調(diào)節(jié)功能，測量準(zhǔn)確度高，具有可以適應(yīng)大溫度變化，大濃度變化、大小口徑的介 質(zhì)濃度測量的優(yōu)點(diǎn)。

圖1是背景技術(shù)中所述的為檢測微波從發(fā)射到接受的混頻信號，圖2是背景技術(shù)中當(dāng)被測介質(zhì)在同樣濃度下50 口徑管道中溫度每變化二度相位 差的變化(53度 35度)圖；圖3是背景技術(shù)中當(dāng)被測介質(zhì)在同樣濃度下150 口徑管道中溫度每變化二度相位 差的變化(53度 35度)圖；圖4是微波濃度計(jì)基本結(jié)構(gòu)示意圖；圖5是微波濃度計(jì)電路工作原理圖；圖6是微波濃度計(jì)標(biāo)定流程圖；圖7是自動空管狀態(tài)判斷流程圖；圖8是管道中充滿介質(zhì)以及為空管時(shí)的微波波形圖。
具體實(shí)施方式
實(shí)施例1 下面結(jié)合具體實(shí)施例對本實(shí)用新型進(jìn)行進(jìn)一步描述，但本實(shí)用新型的 保護(hù)范圍并不僅限于此一種基于DSP、單片機(jī)處理器進(jìn)行濃度計(jì)量的微波濃度計(jì)，包括測定管1、微波發(fā) 射裝置3、微波接收裝置4、溫度傳感器2、一次表處理單元7、二次表處理單元8 ；微波發(fā)射 裝置3、微波接收裝置4分別相對應(yīng)地設(shè)置在測定管1的兩側(cè)，溫度傳感器2設(shè)置在測定 管1的內(nèi)部，微波發(fā)射裝置3、微波接收裝置4通過同軸電纜5和一次表處理單元 7連接， 溫度傳感器2和一次表處理單元7連接，所述的一次表處理單元7對微波發(fā)射和接收的混 頻信號及被測介質(zhì)溫度信號數(shù)字采樣，并通過通訊電纜9以485通信方式傳遞給二次表 處理單元8，二次表處理單元8計(jì)算混頻信號的相位差和溫度相位補(bǔ)償值，按公式濃度= Κ*( θ 1- θ 2)+B，計(jì)算被測介質(zhì)濃度值并顯示。所述的一次表處理單元7包括DSP處理器10、電壓控制模塊17、DA模塊18、微波 信號源模塊12、放大器119、放大器1120、信號衰減模塊11、混頻器13、放大器11121、電子 開關(guān)模塊15、A/D轉(zhuǎn)換模塊16、通信模塊114 ；電壓控制模塊17、A/D轉(zhuǎn)換模塊16、通信模塊 114分別和DSP處理器10相連，電壓控制模塊17和DA模塊18相連，DA模塊18和微波信 號源模塊12相連，微波信號源模塊12和放大器119相連，放大器119和微波發(fā)射裝置3相 連，微波經(jīng)被測管道，由微波接收裝置4接收，微波接收裝置4和放大器1120相連，放大器 1120、信號衰減模塊11、混頻器13、放大器11121、電子開關(guān)模塊15順序相連，溫度傳感器2 和電子開關(guān)模塊15相連，電子開關(guān)模塊15與A/D轉(zhuǎn)換模塊16相連。所述的二次表處理單元8，包括單片機(jī)處理器22、通信模塊1123、存儲模塊24、 鍵盤輸入模塊25、顯示模塊26、閥位信號輸出模塊28、濃度值信號輸出模塊27 ；通信模塊 1123、存儲模塊24、鍵盤輸入模塊25、顯示模塊26、閥位信號輸出模塊28、濃度值信號輸出 模塊27分別和單片機(jī)處理器22相連，通信模塊1123與通信模塊114相連。所述的DSP處理器采用TMS320F2812。單片機(jī)處理器采用MSP430F149。具體工作過程如下微波濃度計(jì)包括測定管1、微波發(fā)射裝置3、微波接收裝置4、 溫度傳感器2、一次表處理單元7、二次表處理單元8、同軸電纜5、導(dǎo)線6和通訊電纜9。測 定管1是被測介質(zhì)的流通管道，是一段不銹鋼管道，一次表處理單元7產(chǎn)生微波信號，通過 同軸電纜5，通過微波發(fā)射裝置3發(fā)射微波信號，微波接收裝置4接收到微波信號將其通過 同軸電纜5連接到一次表處理單元7的混頻器13進(jìn)行混頻處理，得到一組中頻信號，如圖 5。一次表單元7的電子開關(guān)模塊15切換A/D采樣中頻信號和介質(zhì)溫度采樣信號后，通過 通信方式將混頻后的一組中頻信號數(shù)據(jù)和介質(zhì)溫度數(shù)據(jù)傳給二次表處理單元8。二次表單 元8對接收到的混頻信號數(shù)據(jù)進(jìn)行相位偏移計(jì)算和溫度補(bǔ)償計(jì)算，最后轉(zhuǎn)換成濃度顯示。本實(shí)用新型的微波濃度計(jì)對微波信號的發(fā)射、接收、采樣的時(shí)序控制、信號分析處 理計(jì)算以及顯示是分別由兩個(gè)處理單元完成，即一次表處理單元7、二次表處理單元8。其 中一次表處理單元7包含DSP處理器(TMS320F2812) 10、信號衰減模塊11、微波信號源模 塊12、電子開關(guān)模塊15、A/D轉(zhuǎn)換模塊16，通信模塊114。其主要功能是產(chǎn)生微波信號，對發(fā) 射微波和接收微波進(jìn)行混頻，采集混頻信號、溫度信號、自動識別和調(diào)節(jié)混頻信號的幅值。二次表處理單元8包含單片機(jī)處理器(MSP430F149)22、通信模塊1123、存儲模塊24、鍵盤 輸入模塊25、顯示模塊26、閥位信號輸出模塊28和濃度信號輸出模塊27。主要完成微波 混頻信號相位差的計(jì)算、介質(zhì)溫度補(bǔ)償、濃度計(jì)算、顯示、參數(shù)的鍵盤輸入、濃度PID控制輸 出、濃度值的輸出及管道空管狀態(tài)識別。微波濃度計(jì)工作方式分測量模式和標(biāo)定模式，微波濃度計(jì)在正常測量時(shí)是處于測 量模式，也就是當(dāng)微波濃度計(jì)開機(jī)上電時(shí)自動處于測量模式，具體實(shí)施方案和實(shí)施流程如 圖5所示，其工作步驟如下 1. DSP處理器10通過SPI接口給輸出電壓DA模塊(AD5541) 18，控制微波信號源 模塊12中的壓控振蕩器(VCO)產(chǎn)生微波信號，經(jīng)過放大器119，微波信號分成兩路，一路給 微波發(fā)射裝置3，經(jīng)被測管道1，經(jīng)微波接收裝置4，再經(jīng)放大器1120及信號衰減模塊11到 混頻器(H213)13的信號輸入端口，另一路直接進(jìn)入混頻器13的另一輸入端口，混頻器13 產(chǎn)生的中頻信號經(jīng)過放大器III21到達(dá)電子開關(guān)模塊15，DSP處理器10同時(shí)控制電子開關(guān) 模塊15接收混頻信號，混頻信號送至A/D轉(zhuǎn)換模塊(AD7652) 16后將最終轉(zhuǎn)換好的中頻信 號存入DSP處理器10的內(nèi)存中進(jìn)行初步計(jì)算。2. DSP管腳48輸出高電平控制電子開關(guān)模塊15接收溫度傳感器2模擬信號至AD 轉(zhuǎn)換模塊(AD7652) 16采集溫度信號。3. DSP處理器10開啟通信模塊I (MAX3471) 14將內(nèi)存中的中頻信號數(shù)據(jù)組和溫度 采樣數(shù)據(jù)進(jìn)行編碼傳輸給二次表單元8，數(shù)據(jù)通訊采用CRC校驗(yàn)以確保通訊數(shù)據(jù)的正確性。4. 二次表單元8中的單片機(jī)處理器(MSP430F149)22啟動通信模塊II (MAX3485) 23 接收一次表處理單元7的通信數(shù)據(jù)后，分離出中頻信號，判斷信號不是空管信號后，計(jì)算出 被測介質(zhì)的微波相位差數(shù)據(jù)，從存儲模塊24中提取已知濃度值的微波相位差，計(jì)算兩者差 值，S卩θ 1。設(shè)標(biāo)定時(shí)相位差為θ “，現(xiàn)在計(jì)算的的值則為Δ θ = θ ‘ -θ 〃，目卩θ丄= Δ θ，θ ‘ = 5. 32°，θ “ = 0· 120°，貝IJ θ 1 = 5. 20°。5.單片機(jī)處理器22從一次表處理單元7接收的通信數(shù)據(jù)中分離出被測介質(zhì)的溫 度信號，計(jì)算出溫度相位補(bǔ)償值θ 2，按公式濃度=Κ(θ 1-Θ 2)+B，計(jì)算濃度值，送顯示模 塊 26 顯示。如θ 1 = 5. 2° 得到值為 12. 694，θ 2 = 0. 613，K = 0. 25，B = 0. 15，則濃度 M = O. 25* (12. 694-0. 613)+0. 15 = 3. 170。6、單片機(jī)處理器22判斷濃度計(jì)處于自動控制狀態(tài)模式時(shí)，對濃度 采樣和濃度設(shè)定進(jìn)行PID運(yùn)算(PID 比例積分微分，英文全稱為Proportion IntegrationDifferentiation)，并通過閥位信號輸出模塊28，輸出水閥控制電流值；閥位 信號輸出模塊28輸出的信號去控制閥門，然后讓水多一點(diǎn)或者少一點(diǎn)來改變濃度；同時(shí)計(jì) 算濃度值輸出信號，在顯示模塊26顯示濃度值的同時(shí)濃度信號輸出模塊27輸出濃度信號。 濃度信號輸出模塊27可以與其他控制系統(tǒng)接口。微波濃度計(jì)的測量是基于被測介質(zhì)在測量管的微波相位差和已知濃度的標(biāo)準(zhǔn)介 質(zhì)在同一測定管內(nèi)的微波相位差值和被測介質(zhì)的溫度與標(biāo)準(zhǔn)介質(zhì)在標(biāo)定時(shí)的溫度差補(bǔ)償 計(jì)算得到的，所以每臺濃度計(jì)的工作模式至少有一次必須在標(biāo)定模式。當(dāng)濃度計(jì)首次標(biāo)定 時(shí)或需要再次標(biāo)定時(shí)，管道內(nèi)須充滿已知濃度介質(zhì)，可以是清水，也可以是與被測物同類型 介質(zhì)，通過二次表鍵盤操作——按Fl鍵后濃度計(jì)進(jìn)入標(biāo)定模式。流程圖如圖6所示，其工作步驟如下[0037]1.進(jìn)入標(biāo)定狀態(tài)，停止PID閥位信號輸出及濃度值信號輸出。2.接收到一次表上傳的數(shù)據(jù)，經(jīng)過CRC校驗(yàn)判斷是否為有效數(shù)據(jù)。無效則繼續(xù)接 收數(shù)據(jù)。3.判斷接收到的數(shù)據(jù)是否為空管數(shù)據(jù)，如果為空管則直接退出標(biāo)定狀態(tài)。正常則 進(jìn)入下一步。4.從數(shù)據(jù)中篩選信號的最大值Xm、最小值Xn，得到峰峰值Xm_n，DSP處理器從內(nèi)存 提取已設(shè)定的最大峰峰值Bm和最小峰峰值Bn，當(dāng)判斷出Xm_n大于Bm或小于Bn，則發(fā)送調(diào)整 信號到一次表(DSP處理器10輸出二進(jìn)制信息控制信號衰減器模塊，改變電子衰減器的衰 減量)，再重復(fù)上述步驟直至Bn < Xm_n < Bm。5.將該標(biāo)準(zhǔn)介質(zhì)微波相位差和標(biāo)準(zhǔn)介質(zhì)溫度數(shù)據(jù)存儲在存儲器中直至第二次標(biāo) 定模式。例設(shè)定的最大峰峰值Bm = 20000，最小峰峰值Bn = 10000,則第一次讀取最大值 Xml = 62107，最小值Xnl = 10078，計(jì)算出峰峰值Xml_nl = 52029，則Xml_nl > Bm,因此加大衰減 器衰減量，增加4dB，從而調(diào)小微波發(fā)射功率；得到第二次數(shù)據(jù)最大值Xm2 = 45027，最小值 Xn2 = 17023，計(jì)算出峰峰值Xm2_n2 = 28004，則X1^n2 > Bm，仍不滿足要求，再次加大衰減器衰 減量，增加4dB，再次調(diào)小微波發(fā)射功率；得到第三組數(shù)據(jù)Xm3 = 32001，最小值Xn3 = 25012， 計(jì)算出峰峰值Xm3_n3 = 6989，則Xm3_n3 < Bn,還是不滿足要求，減少衰減器衰減量，減小2dB，增 加微波發(fā)射功率；得到第四組數(shù)據(jù)Xm4 = 38927，最小值Xn4 = 19987，計(jì)算出峰峰值Xm4_n4 = 18940，則Bn < Xm4_n4 < Bm，滿足要求，將微波相位差和標(biāo)準(zhǔn)介質(zhì)溫度數(shù)據(jù)存儲在存儲器中， 標(biāo)定結(jié)束。濃度計(jì)被安裝在充滿被測介質(zhì)管道上進(jìn)行正常測量時(shí)，由于現(xiàn)場工藝要求，管道 內(nèi)的介質(zhì)被停止供應(yīng)，被測介質(zhì)不能充滿管道，這種狀況被稱作空管狀態(tài)，空管狀態(tài)時(shí)要求 濃度計(jì)停止測量。否則會給現(xiàn)場造成誤判斷。本實(shí)用新型具有自動判斷空管狀態(tài)，并當(dāng)空 管狀態(tài)時(shí)停止?jié)舛葴y量和關(guān)閉控制輸出?？展軤顟B(tài)自動判斷工作原理如下微波濃度計(jì)中充滿介質(zhì)時(shí)的微波接受和微波發(fā)射的混頻信號如圖7中Wl曲線所 示，而當(dāng)管道內(nèi)為空管時(shí)的混頻信號如圖7中W2所示。提取微波濃度計(jì)正常工作時(shí)的采 集波形特征，即波形周期的一致性(相鄰波峰與波峰的周期要與相鄰波谷與波谷的周期一 致)，而當(dāng)空管狀態(tài)發(fā)生時(shí)，采集的中頻波形將不滿足條件，兩個(gè)相鄰波峰之間的周期與兩 個(gè)相鄰波谷之間的周期會存在巨大偏差，所以在二次表處理單元8中預(yù)存儲正常采集波形 特征參數(shù)——周期值，二次表處理單元8對每次采集的波形，進(jìn)行計(jì)算兩個(gè)相鄰波峰的周 期、兩個(gè)相鄰波谷的周期，和存儲器的特征參數(shù)進(jìn)行匹配，當(dāng)連續(xù)幾次不符合時(shí)即判斷為空 管狀態(tài)。如圖9為自動空管狀態(tài)判斷流程。管道中的被測介質(zhì)和標(biāo)準(zhǔn)濃度介質(zhì)之間不僅介質(zhì)濃度不同，而且介質(zhì)溫度也會不 同，微波中頻信號的相位差θ 1既包含了被測介質(zhì)的濃度變化引起的相位差θ，也包含了 被測介質(zhì)溫度變化引起的相位差θ 2，要正確測出濃度值，必須在微波中頻信號的相位差 θ 1中減出介質(zhì)溫度變化引起的相位差θ 2，得到真正濃度變化產(chǎn)生的相位差Θ，既θ = Θ1-Θ2。θ 2的計(jì)算方法如下[0047]被測介質(zhì)相位差B，取整B查表得ΘΑ和θ C,則&二(^_，)(f — 々+A。，
例如，現(xiàn)在介質(zhì)下的相位差是5.2°，則從介質(zhì)相位差表中查得4.176°及6.223 ° 分別對應(yīng)的值為 θ 4. 176 ° = 10. 568，θ 6. 223 ° = 14. 818，貝U θ 2 = θ 5. 2 ° = ((θ 6. 223° - θ 4. 176° ) * (5. 2-4. 176) / (6. 223-4. 176))+ θ 4. 176° = 12. 694。溫度按當(dāng)前溫度T.t度，取整T查表得θ τ，et = (θ (T+5)-0T)*t/5, θ 2 =ΘΤ+et。例如，標(biāo)準(zhǔn)介質(zhì)(清水)溫度為20. 5度，則從20度及25度分別可查表得 到清水的θ 20° =0.56，θ 25° =0.78，而θ 0. 5則采用插值法進(jìn)行計(jì)算，θ 0. 5 = (θ 25- θ 20)*0. 5/5 = 0. 053，θ 2 = 0. 56+0. 053 = 0. 613。真正的相位差θ = 0 1-0 2，濃度=1((0 = θ 1-θ 2)+B，K = 0· 25，B = 0· 15。 即濃度 M = O. 25* (12. 694-0. 613) +0. 15 = 3. 170)所查的表1 濃度相位表，可根據(jù)被測介質(zhì)不同濃度打樣后，記錄相位變化數(shù)據(jù)， 得到濃度相位差表；所查的表2 溫度相位差表，可每隔5度記錄一組測試數(shù)據(jù)，然后記錄存放，溫度變 化相位數(shù)據(jù)的變化規(guī)律記錄在那里，然后實(shí)際的操作需要時(shí)再去查表2。所查的表2 溫度相位差表，可每隔5度記錄一組測試數(shù)據(jù)，然后記錄存放，溫度變 化相位數(shù)據(jù)的變化規(guī)律記錄在那里，然后實(shí)際的操作需要時(shí)再去查表2。
權(quán)利要求一種基于DSP、單片機(jī)處理器進(jìn)行濃度計(jì)量的微波濃度計(jì)，其特征在于包括測定管、微波發(fā)射裝置、微波接收裝置、溫度傳感器、一次表處理單元、二次表處理單元；微波發(fā)射裝置、微波接收裝置分別相對應(yīng)地設(shè)置在測定管的兩側(cè)，溫度傳感器設(shè)置在測定管的內(nèi)部，微波發(fā)射裝置、微波接收裝置通過同軸電纜和一次表處理單元連接，溫度傳感器和一次表處理單元連接，所述的一次表處理單元對微波發(fā)射和接收的混頻信號及被測介質(zhì)溫度信號數(shù)字采樣，并通過通訊電纜以485通信方式傳遞給二次表處理單元，二次表處理單元計(jì)算混頻信號的相位差和溫度相位補(bǔ)償值，按公式濃度＝K*(θ1 θ2)+B，計(jì)算被測介質(zhì)濃度值并顯示。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于DSP、單片機(jī)處理器進(jìn)行濃度計(jì)量的微波濃度計(jì)，其 特征在于所述的一次表處理單元包括DSP處理器、電壓控制模塊、DA模塊、微波信號源模 塊、放大器I、放大器II、信號衰減模塊、混頻器、放大器III、電子開關(guān)模塊、A/D轉(zhuǎn)換模塊、 通信模塊I ；電壓控制模塊、A/D轉(zhuǎn)換模塊、通信模塊I分別和DSP處理器相連，電壓控制模 塊和DA模塊相連，DA模塊和微波信號源模塊相連，微波信號源模塊和放大器I相連，放大 器I和微波發(fā)射裝置相連，微波經(jīng)被測管道，由微波接收裝置接收，微波接收裝置和放大器 II相連，放大器II、信號衰減模塊、混頻器、放大器III、電子開關(guān)模塊順序相連，溫度傳感 器和電子開關(guān)模塊相連，電子開關(guān)模塊與A/D轉(zhuǎn)換模塊相連。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種基于DSP、單片機(jī)處理器進(jìn)行濃度計(jì)量的微波濃 度計(jì)，其特征在于所述的二次表處理單元，包括單片機(jī)處理器、通信模塊II、存儲模塊、鍵 盤輸入模塊、顯示模塊、閥位信號輸出模塊、濃度值信號輸出模塊；通信模塊II、存儲模塊、 鍵盤輸入模塊、顯示模塊、閥位信號輸出模塊、濃度值信號輸出模塊分別和單片機(jī)處理器相 連，通信模塊II與通信模塊I相連。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種基于DSP、單片機(jī)處理器進(jìn)行濃度計(jì)量的微波濃度計(jì)，其 特征在于所述的DSP處理器采用TMS320F2812。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種基于DSP、單片機(jī)處理器進(jìn)行濃度計(jì)量的微波濃度計(jì)，其 特征在于單片機(jī)處理器采用MSP430F149。
專利摘要本實(shí)用新型涉及一種測量儀器，尤其涉及一種基于DSP、單片機(jī)處理器進(jìn)行濃度計(jì)量的微波濃度計(jì)，本實(shí)用新型采用以DSP和單片機(jī)為核心處理器嵌入軟件的方式實(shí)現(xiàn)微波濃度延時(shí)差值測量和溫度補(bǔ)償、微波信號幅值自動調(diào)節(jié)功能，測量準(zhǔn)確度高。本實(shí)用新型的有益效果具有可以適應(yīng)大溫度變化，大濃度變化、大小口徑的介質(zhì)濃度測量的優(yōu)點(diǎn)。
文檔編號G01N22/00GK201740745SQ201020232500
公開日2011年2月9日 申請日期2010年6月22日 優(yōu)先權(quán)日2010年6月22日
發(fā)明者胡美琴, 鄭建, 陳文君 申請人:浙江雙元科技開發(fā)有限公司