基于超声波传感技术的泥水界面检测研究

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水资源的日益缺乏,给人们的生产生活带来了严重的影响。污水处理是解决水资源供给不足的有效途径,但是长期以来,由于经费和技术的原因,我国污水处理的自动化程度偏低,带来的是处理效率低下和维护成本较高的后果。淤泥是污水处理的产物,对沉淀池中泥水界面的测量是污水处理过程中的重要工序。目前广泛采用的人工插杆目测误差大、不便于连续监测且不利于自动化测量程度的提高。因此,研究出一种准确快捷的智能化泥水界面检测系统有很大的意义。本文系统分析了污水处理过程中泥水界面的形成原因并对其检测的关键和难点进行了阐述;介绍了目前采用的界面检测技术的应用和局限;设计了基于超声波回波检测技术的界面检测方法。本文首先介绍了超声波和超声波检测的物理基础,据此分析了超声波回波检测的原理,完成了系统整体设计方案。然后进行了以MSP430为控制核心的测试系统硬件设计,主要包括超声波驱动和发射电路、超声波接收电路、信号采集电路、控制电路和PC机通信电路;完成了相应的软件编写。最后介绍了回波信号的处理,对目前常用的信号处理技术进行了比较分析,选取小波变换为主要处理手段,并对其进行仿真研究。论文最后给出了系统总体评价和进一步提高系统性能的下一步设计方案。
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