超聲波流量計超聲波發生器應用數字化控制技術一般有三種形式:
1、超聲波流量計采用AVR單片機控制 單片機是一種在一塊芯片上集成了CPU.RAM/ ROM、定時器/計數器和I/O接口等單元的微控制芯片, 具有速度快,功能強、效率高、體積小,性能可靠、抗*力強等優點,在各種控制系統中應用廣泛。單片機的CPU經歷了由4、8,16、32直至64位的發展過程。在超聲波發生器中,單片機主要用作數據采集和運算處理、電壓電流調節、PWM信號生成、系統狀態監控和故障自我診斷等,一般作為整個電路的主控芯片運行,完成多種綜合功能。配合D/A轉換器和MOSFET功率模塊實現脈寬調制.另外,單片機還具有對過流,過熱。欠壓等情況的中斷保護以及監控功能。單片機控制克服了模擬電路的固有缺陷,通過數字化的控制方法,得到高精度和高穩定度的控制特性,并可實現靈活多樣的控制功能。
2、超聲波流量計采用DSP控制 數字信號處理器{DSP}是近年來迅速崛起的新一代可編程處理器。其內部集成了波特率超聲波發生器和FiFO緩沖器,提供高速同步串口和標準異步串口,有的片內還集成了采樣/保持和A/D轉換電路,并提供PWM信號輸出。與單片機相比,DSP具有更快的CPU。更高的集成度和更大容量的存儲器。 DSP屬于精簡指令系統計算機(Risc),大多數指令都能在一個周期內完成并可通過并行處理技術,在一個指令周期內完成多條指令。同時,DSP采用改進的哈佛結構,具有獨立的程序和數據空間,允許同時存儲程序和數據。內置高速的硬件乘法器,增加了多級流水線。使其具有高速的數據運算能力。而單片機為復雜指令系統計算機(CiSC),多數指令要2-3個指令周期才能完成.單片機采用諾依曼結構,程序和數據在同一空間存儲,同一時刻只能單獨訪問指令或數據。單片機的ALU只能做加法,而乘法則需 要由軟件來實現,因而需要占用較多的指令周期,速度比較慢。與16位單片機相比。DSP執行單指令的時間快8—10倍,一次乘法運算時間快16-30倍。在超聲波發生器中。DSP可以完成除功率變換以外的所有功能,如主電路控制、系統實日十監控及保護雖然DSP有著許多優點,但是它也存在一些局限性,如采樣頻率的選擇、PWM信號頻率及其精度、采樣延時、運算時間及精度等。這些因素會或多或少地影響超聲波流量計電路的控制性能。
3、超聲波流量計采用FPGA控制 現場可編程門陣列(FPGA)屬于可重構器件,其內部邏輯功能可以根據需要任意設定,具有集成度高、處理速度快。效率高等優點。其結構主要分為三部分:可編程邏輯塊、可編程I/O模塊、可編程內部連線。由于FPGA的集成度非常大,一片FPGA少則幾千個等效門,多則幾萬或幾十萬千等效門。所以一片FPGA就可以實現非常復雜的邏輯.替代多塊集成電路和分立元件組成的電路。它借助于硬件描述語言(VHDL)來對系統進行設計,采用三個層次(行為描述、PJL描述、門級描述)的硬件描述和自上至下(從系統功能描述開始)的設計風格,能對三個層次的描述進行混合仿真,從而可以方便地進行數字電路設計,在可靠性、體積、成本上具有相當優勢.比較而言,DSP適合取樣速率低和軟件復雜程度高的場合使用;而當系統取樣速率高(MHz級),數據率高(20MB/s以上)、條件操作少、任務比較固定時,FPGA更有優勢
1、超聲波流量計采用AVR單片機控制 單片機是一種在一塊芯片上集成了CPU.RAM/ ROM、定時器/計數器和I/O接口等單元的微控制芯片, 具有速度快,功能強、效率高、體積小,性能可靠、抗*力強等優點,在各種控制系統中應用廣泛。單片機的CPU經歷了由4、8,16、32直至64位的發展過程。在超聲波發生器中,單片機主要用作數據采集和運算處理、電壓電流調節、PWM信號生成、系統狀態監控和故障自我診斷等,一般作為整個電路的主控芯片運行,完成多種綜合功能。配合D/A轉換器和MOSFET功率模塊實現脈寬調制.另外,單片機還具有對過流,過熱。欠壓等情況的中斷保護以及監控功能。單片機控制克服了模擬電路的固有缺陷,通過數字化的控制方法,得到高精度和高穩定度的控制特性,并可實現靈活多樣的控制功能。
2、超聲波流量計采用DSP控制 數字信號處理器{DSP}是近年來迅速崛起的新一代可編程處理器。其內部集成了波特率超聲波發生器和FiFO緩沖器,提供高速同步串口和標準異步串口,有的片內還集成了采樣/保持和A/D轉換電路,并提供PWM信號輸出。與單片機相比,DSP具有更快的CPU。更高的集成度和更大容量的存儲器。 DSP屬于精簡指令系統計算機(Risc),大多數指令都能在一個周期內完成并可通過并行處理技術,在一個指令周期內完成多條指令。同時,DSP采用改進的哈佛結構,具有獨立的程序和數據空間,允許同時存儲程序和數據。內置高速的硬件乘法器,增加了多級流水線。使其具有高速的數據運算能力。而單片機為復雜指令系統計算機(CiSC),多數指令要2-3個指令周期才能完成.單片機采用諾依曼結構,程序和數據在同一空間存儲,同一時刻只能單獨訪問指令或數據。單片機的ALU只能做加法,而乘法則需 要由軟件來實現,因而需要占用較多的指令周期,速度比較慢。與16位單片機相比。DSP執行單指令的時間快8—10倍,一次乘法運算時間快16-30倍。在超聲波發生器中。DSP可以完成除功率變換以外的所有功能,如主電路控制、系統實日十監控及保護雖然DSP有著許多優點,但是它也存在一些局限性,如采樣頻率的選擇、PWM信號頻率及其精度、采樣延時、運算時間及精度等。這些因素會或多或少地影響超聲波流量計電路的控制性能。
3、超聲波流量計采用FPGA控制 現場可編程門陣列(FPGA)屬于可重構器件,其內部邏輯功能可以根據需要任意設定,具有集成度高、處理速度快。效率高等優點。其結構主要分為三部分:可編程邏輯塊、可編程I/O模塊、可編程內部連線。由于FPGA的集成度非常大,一片FPGA少則幾千個等效門,多則幾萬或幾十萬千等效門。所以一片FPGA就可以實現非常復雜的邏輯.替代多塊集成電路和分立元件組成的電路。它借助于硬件描述語言(VHDL)來對系統進行設計,采用三個層次(行為描述、PJL描述、門級描述)的硬件描述和自上至下(從系統功能描述開始)的設計風格,能對三個層次的描述進行混合仿真,從而可以方便地進行數字電路設計,在可靠性、體積、成本上具有相當優勢.比較而言,DSP適合取樣速率低和軟件復雜程度高的場合使用;而當系統取樣速率高(MHz級),數據率高(20MB/s以上)、條件操作少、任務比較固定時,FPGA更有優勢
液體污水流量計產品的生產與研發在我國起步相對較早,目前,行業的整體技術水平并不比水平遜色。然而,由于我國市場經濟體制發展較晚,在液體流量計產品的市場運作和規范方面,該行業在我國仍有不足。在這里總結應用于我國水工業中的流量計產品行業的優勢與差距。
1.行業優勢市場吸引力巨大
中國的水工業行業是一個新興行業。基于該行業的發展現狀和我國水資源現狀,相關市場對各類水工業行業相關設備的需求將是巨大的。而作為重要的檢測設備之一,流量計在供水和排水,尤其是廢水處理領域的作用更是不容小覷。隨著我國對水工業行業的重視程度提高以及各類相關法律法規的頒布,各類相關工程項目相繼啟動,流量計市場的潛量是巨大的。
液體流量計產品的生產和研發的技術水平較高
上世紀50年代末期,流量計開始應用于我國工業生產,在70和80年代期間,發展迅速。至今,無論從產品研發的速度方面,還是產品質量,尤其是精度方面,我國的流量計整體技術水平決不劣于水平。
2.行業劣勢
在我國儀器儀表行業的大背景下,作為其中的一員,液體流量計的生產廠商多而散,品牌集中度不高。相當一部分廠商規模小,研發能力有限。如果有國外產品進入同一細分市場,形成競爭,這些國內小企業將面臨亞中嚴峻的挑戰,形勢十分不利。
1.行業優勢市場吸引力巨大
中國的水工業行業是一個新興行業。基于該行業的發展現狀和我國水資源現狀,相關市場對各類水工業行業相關設備的需求將是巨大的。而作為重要的檢測設備之一,流量計在供水和排水,尤其是廢水處理領域的作用更是不容小覷。隨著我國對水工業行業的重視程度提高以及各類相關法律法規的頒布,各類相關工程項目相繼啟動,流量計市場的潛量是巨大的。
液體流量計產品的生產和研發的技術水平較高
上世紀50年代末期,流量計開始應用于我國工業生產,在70和80年代期間,發展迅速。至今,無論從產品研發的速度方面,還是產品質量,尤其是精度方面,我國的流量計整體技術水平決不劣于水平。
2.行業劣勢
在我國儀器儀表行業的大背景下,作為其中的一員,液體流量計的生產廠商多而散,品牌集中度不高。相當一部分廠商規模小,研發能力有限。如果有國外產品進入同一細分市場,形成競爭,這些國內小企業將面臨亞中嚴峻的挑戰,形勢十分不利。
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