弯曲振动超声换能器在陆地自主车上的应用

因为作用距离较短,所以超声波传感器一般用于机器人低速运行在静态环境中进行的短距离测量,无法作为高速行驶陆地自主车的前视传感器来使用.为解决问题,根据超声换能器功率高、频率低时,发射的超声波衰减慢、传播距离远的原理,基于能改善传统压电换能器和磁致伸缩换能器的声匹配、提高气介式超声换能器辐射声功率及效率的弯曲振动换能器,研制了一种高功率、低频率、作用距离远的超声传感器,其波束角为9°,最大作用距离可超过35m,经实验测定,超声传感器在最大量程处测量数据稳定、指向性强,完全能够满足在高速行驶的陆地自主车进行远距离测距的要求.     

基于FPGA的宽频超声波电源频率跟踪系统设计

针对传统超声波电源无法驱动及锁频不同谐振频率段的换能器,实现不了宽频域内的锁相和频率跟踪的问题,设计了一种基于FPGA的具有自动频率搜索与跟踪、动态匹配不同谐振频率换能器的宽频域超声波电源。根据换能器的阻抗特性曲线,设计出动态步长的宽频域频率搜索方法,快速跟踪到换能器的谐振频率,并根据反馈电路的电压电流相位差,实时调整输出频率,锁定整个系统工作在谐振状态。实验结果表明,设计的宽频域超声波电源频率搜索快、跟踪准,动态匹配换能器适应性好。     

超声波密闭容器液位传感器设计

针对现有超声波液位检测方法存在安装时需对容器开孔,从而破坏容器结构和声波受挥发性介质影响的问题,设计了一种非接触式超声波液位传感器,分析了传感器超声波频率的选取并给出了具体硬件电路的实现方案。该传感器根据超声波液位检测原理,以AT89S52为控制核心,采用收发一体超声波换能器,选取nRF2401作为无线收发模块,实现了密闭容器内液位数据的测量与无线传输。测试结果表明,该传感器测试精度较高,相对误差在3%以内,满足了现场液位实时测量的需要。     

基于LMS的超声换能器温度补偿仿真

针对超声波测风、测距等领域中温度变化引起超声波传感器的传输特性变化,从而影响测量精度的问题,提出通过仿真实验研究超声换能器等效电路中各参数随温度变化对传输特性的影响情况,并得出其主要影响的因素.然后根据自适应算法的特性,尝试使用最小均方误差算法(LMS)自适应滤波算法对超声波传感器的传输特性进行补偿.仿真实验结果表明:...     

超声波流量计换能器参数的选择

超声波换能器是超声波流量计的重要组成部分,它是利用超声波技术进行流量测量的关键,其参数选择直接影响到整个检测系统的性能和可靠度。针对外夹式超声波流量计不能准确地选取换能器的问题,基于时差法测量原理,分析了超声波在管道中的传播过程;进而通过分析计算获取换能器的发射频率、发射角度以及发射强度。根据计算得到的技术参数可以更加准确地选取超声波换能器。     

聚焦换能器的研制和在超声特征成像中的应用

为了提高对层状复合金属材料缺陷的成像分辨率,需要用高灵敏度的聚焦换能器.针对我们研制的(F-San)全自动超声特征成像系统,用钛酸铅做压电晶片,不同颗粒度的钨粉做声透镜和背衬的主要材料,研制了主频为10～20MHz宽带窄脉冲聚焦换能器,并用光学法拍摄了主频为10MHz的换能器的超声波声场在水中的聚焦过程及焦斑大小.在对层状复合金属材料检测时,缺陷的成像分辨率达0.5 mm.     

电化学酶联免疫传感器的发展概述

电化学酶联免疫传感器广泛应用于临床检测、生化分析等领域。该文介绍了电化学酶联免疫传感器的概念与工作原理。根据检测换能器的不同进行了分类比较,并分别阐述了各种电化学酶联免疫传感器的工作原理与特点。综述了近年来常用于电化学酶联免疫传感器的标记酶及其在分析测试中的应用。     

大作用距离超声波传感技术研究

研制了谐振频率为24.5 kHz的新型气介超声测距传感器,其作用距离超过了32 m.该传感器是由径向-厚度耦合谐振模式的超声波换能器、推挽变换器和具有高信噪比的时间-增益可变接收器所组成的.其中,作为超声波发送器的推挽变换器能够为阻抗为475 Ω的换能器负载提供峰-峰值超过400 V的交变电压.建立了基于NI 6024E数据采集控制卡和PC机的超声波测距平台,采用超声波发送信号与回波信号的包络相关来估计声波的射程时间,提高了超声波测距系统的鲁棒性.     

用于超声波激发与检测的电容声换能器

介绍了一种用于激发与检测超声波的电容式换能器,并详细论述了这种非接触换能器的原理。将电介质薄膜置于试样与换能器之间,即提高了发射与接收效率,同时又保持了它的非接触特点。     

基于NUC472的超声波信号匹配算法的研究

为了使超声波测距系统中的换能器智能识别自身发出去的信号,以及避免其他设备换能器回波的干扰,提出了一种基于NUC472系列ARM芯片的超声波回波匹配算法的实现方案。详细介绍了各步算法的工作原理和实现过程,构建了发送码元序列的结构,阐述了编解码方式,并利用主控MPU内部ADC单元、FPU计算单元以及DSP指令库完成匹配算法的设计,最后将算法用于板级实验进行性能测试。实验结果表明：此算法不仅能识别多组不同换能器设备,而且方便对于嵌入式系统的移植,具有很强的通用性。     

KGF1型矿用超声波风速风量传感器

介绍了一种可用于煤矿井下的超声波风速风量传感器的超声波检测基理及信号处理方法     

电容式超声波传感器的研究

介绍了一种用于高精度、非接触测量的新型电容式超声波传感器，并详细论述了其振动机理及结构，该超声波传感器可适用于测距，焊缝跟踪，液位测量等实际应用场合。     

基于超声波时差法的管道流量测定仪设计

煤矿现有抽采管道使用传统瓦斯流量计存在易产生堵塞故障等问题,基于超声波时差法的流量计测量精度高、测量结果重复性好,但不适用于瓦斯抽采管道流量测量,并且需要单独设计超声波驱动电路和信号处理电路,实现难度较大。针对煤矿瓦斯抽采管道的特点,设计了一种基于超声波时差法的管道流量测定仪。在固定的传播距离下,超声波换能器发出的超声波在流体中的传播时间与气体的流速呈函数关系,而流速与管道截面积的乘积即为流量,从而间接得到管道气体流量。该管道流量测定仪以低功耗微处理器STM32F103为核心控制元件,在时间数字转换芯片MAX35104内部通过自动差分飞行时间测量法计算超声波顺逆流传播时间,根据传播时间计算气体流速、瞬时流量和累计流量。测试结果表明,基于超声波时差法的管道流量测定仪的最大绝对误差为0.15 m/s,最大重复性误差为0.17%,符合JJG 1030—2007《超声流量计检定规程》中2级精度要求,同时也满足MT 448—2008《矿用风速传感器》中对超声波式风速传感器基本误差的要求。     

超声波传感器在固体料位检测中的应用

由于数字信号处理、内部温度补偿和新的传感器材料等技术的发展,使超声波换能器在固体料位检测中得到了更多的应用。本文介绍其中若干重要的技术改进。     

一种改进的高精度超声波液位测量方法的研究

超声波测距具有一系列优点,但影响测量精度的因素有很多,因此难以达到较高的精度。在超声波测距原理基础上,针对单超声波换能器温度或温、湿度补偿方案单一,不能在多变、恶劣环境下实现高精度测距的缺陷,以及双超声波换能器标准挡板补偿方案成本高,不能广泛应用在各个领域中的缺陷,设计了借助舵机控制超声波换能器方向的单超声波换能器标准挡板补偿方案。并针对无法精确捕捉第一个回波前沿的要求,提出了使用可编程增益放大器捕获不同距离返回的回波前沿。实验结果表明,在7 m范围内,以空气作为传播介质,反射面为水等具有良好发射性能物质时,测量误差控制在0.4%内,该改进方法能够在恶劣多变环境下实现低成本的高精度测距。     

超声波传感器测距实验平台设计与实验

超声波传感器在农业环境的实际应用中,环境的多变会引起超声波传输误差,传感器自身的波束角效应会引起测距误差,运动机械的振动也容易引起测量误差.针对超声波传感器在农业环境中的应用,设计了超声波测距实验平台.根据超声波传感器的工作原理,研究了测量误差产生的原因.重点研究了被测面和传感器波束角大小引起的测量误差,比较了不同条件...     

一种适用于移动机器人的障碍物快速检测算法及其实现

针对传统的用于机器人检测障碍物的算法存在的不足,提出了一种基于视觉传感器与超声波传感器信息融合的快速障碍物检测算法.该算法通过位十机器人头部的超声波传感器获取机器人到障碍物(本算法采用矩形障碍物)的距离信息,通过改进型快速直线检测方法和约束条件确定障碍物在视觉传感器所采集的图像中的直线边缘,根据成像过程中-三角形相似的...     

高温蒸汽灭菌器温度压强测量系统

设计了一种使用超声波信号通信的高温蒸汽灭菌器温度压强测量系统.系统利用超声波信号在刚体介质中的强穿透性穿透灭菌器金属壁.通过40 kHz与1 MHz两种频率信号代表不同数据位完成信息的传递.系统以STM32F103为控制器,通过外围电路驱动超声波换能器激发超声波,从而使外部换能器振动完成通信.介绍了误码处理算法与系统硬件构成.经测试,系统温度测量误差小于0.1℃,压强测量误差小于0.1％FS.     

超声波传感器接收信号强度非对称性分析及对策

针对采用时差法测量流速时,超声波传感器顺、逆两向接收信号强度存在的非对称性、非均匀性问题,提出了一种改善超声波传感器性能的方法。根据超声波传感器的波束角、发声传感器与受声传感器的间距,分别计算出超声波沿着波束角中心线和外线到达受声传感器表面的时间,进而通过改进压电元件模块提出一种缩短信号分别沿着中心线和外线到达受声传感器表面时间差的超声波传感器设计方法。理论分析可知,该方法可以有效地改善接收信号强度非均匀、非对称性问题,提高了流量测量精度。     

超声波——计算机联合识别装置

日本理光公司用超声波传感器和神经计算机联合识别产品形状,目前已用于塑料透镜生产线,识别透镜形状和按形状将透镜分类,10月份将用于品种多、产量少的产品的分类。 这种新装置向产品发出超声波,根据反射回来的超声波认识产品的大概立体形状,然后用神经计算机加