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随着科技的不断进步,各式各样的纸张充斥着我们的日常生活。纸张作为一种日常接触的产品,伴随着产品各类的丰富,其不可估量的重要性已引起当今社会的关注。由于人们对纸张的不断增长的需求,所以纸张生产过程中的种种参数非常重要。因此,参数的测量方法正在快速的更新与发展。浓度作为纸浆的一种最基本的参数,其测量方式的简便性及安全性正考验着越来越多的生产厂商。浓度数值是造纸过程中的一项基本工艺参数,不仅关乎生产出的纸张的质量与销量,更关乎整个生产造纸设备的安全性与可持续性。因此,研究一种高效、简捷、安全的检测浓度方法具有非常重大的意义。结合目前纸浆浓度检测系统的发展状况以及国内外的研制理论基础,并鉴于超声的突出优点,本文主要以超声技术为基础,通过系统的结构设计,选择优异的换能器,基于超声衰减原理,设计出一种可实现纸张固液两相流浓度的检测系统。无论是在实践还是理论研究中,液固两相流液体的浓度检测都是一个值得深入研究的领域。虽然目前没有在工业过程中广泛应用,但是超声检测在纸浆领域的应用将会越来越广阔。本课题在以下几个方面进行了探索和研究:(1)基于超声信号的优点,选择特定的超声信号进行测量。通过分析研究超声信号的各种发射收集方法,确定一种可行、有效的测量途径。(2)通过阅读详细的材料和换能器制作方法,确定出一种可用于灵活检测纸浆浓度的硬件设施。通过材料的选择分析,确定换能器的等效电路,进一步减少发射和接收超声信号过程中产生的误差。(3)利用FPGA对信号进行发射和接收的工作。由于FPGA(Spartan3E)具有的优势及高集成性,便于对信号进行控制和分析,并且可以弥补信号传播过程中产生的误差。最后,通过可行性分析,证明整个系统的设计可以降低必要的成本,提高了可操作性,具备了纸浆浓度检测的目的。