测量人体温度的双脉冲超声波传感系统

介绍了一种用于测量人体温度的双脉冲超声波传感系统 ,重点叙述了双超声波探头的设计。通过系统实验获取了超声回波信号 ,结果表明该传感系统完全满足设计要求。     

基于嵌入式系统STM32的超声波介质传输速度测试系统的设计

本测试系统由微控制器(STM32F103ZET6)、测温系统、超声波发射电路、超声波接收电路、显示系统等部分组成。先产生40KHZ的方波信号,再通过信号调整电路送到超声波发射探头。再通过对超声波接收探头采集到的回波信号进行整形并送入MCU控制器进行处理得到所需数据,并通过显示模块显示。通过温度传感器采集环境温度,并通过STM32F103ZET6控制器对采集温度传感器的信号进行处理分析,得到环境温度,并通过显示模块显示。并在不同温度下,实现了超声波在空气和水中传播速度的测量。     

基于KL25的高精度无盲区超声波测距系统

在双探头近距离的超声波测距系统中,存在着测量精度不高的问题,并且距离越近误差越大,在测量距离小于10 cm时,由于探头之间的相互影响,将导致无法测量该段距离。本系统根据超声波传播过程中的叠加原理,通过分析探头之间干扰波与从被测物反射的回波的相互叠加,从而消除在近距离测量时的测距盲区。在发射和接收探头之间距离不同时,分析其对测量误差的影响,选择最理想的探头放置距离,并且结合温度对声速传播的影响,设计出近距离高精度无盲区超声波测距系统。     

一种高精度超声波测距系统的设计

设计了一种收发一体式超声波测距系统,在硬件设计上选用高速单片机W77E58做微处理器,提高测量时间的分辨率.超声波接收电路中的自动增益控制(AGC)电路有效地解决了远距离测量时回波信号过于微弱而导致系统测量误差加大的问题.在软件设计上考虑系统的硬件响应时间和超声波探头的压电材料与探头表面的距离,对测量结果进行修正.实验结果表明:测距精度高、重复性好,可靠性高.     

基于预测法的超声波测距研究

提出了一种基于预测法的超声波测距方法,采用预测法实现超声波回波信号时间的检测,有效抑制了干扰回波信号和回波信号噪音的影响,显著提高了回波信号检测的可靠性和测量精度;采用ATmega8微处理器实现了预测法回波信号检测,并实现高精度的温度补偿的超声波测距装置,文中详细介绍了电路框图和软件流程图;实践证明具有测量精度高、对干扰回波的抑制能力强,满足了工业测距的要求。     

超声波流量计测量精度补偿方法研究

为提高超声波流量计的测量精度,通过对不同信号处理方法的探讨,用基于时差法超声波流量计关键技术之一的回波信号处理方法,在双阈值法基础上提出了跟踪回波幅值的增益控制法,以确定回波中特征波的位置、修正超声波传播时间的偏差。相比于传统超声波回波信号处理方法,该方法具有算法简单、实时性强、参考目标明确等特点。描述了时差法流量计的测量原理以及影响因素。分析了超声波的幅值特性。介绍了跟踪回波幅值的增益控制法的电路基本组成和软件流程。解决了复杂工况条件下测量稳定性差的问题。通过流量标定试验和数据比较,证明所提方法的测量结果优于采用双阈值法的测量结果,并且流量计测量精度和稳定性得到提高。     

一种测量超声波传播时间的装置

基于超声波技术的检测方法，通常需要精确地测量超声波在介质中的传播时间。针对超声波无损压力检测技术，开发了一种采用回振法测量超声波传播时间的装置。测量时，装置中接收探头检测到的信号通过门电路输出并再次触发发射探头。为提高测量的稳定性和灵敏度，装置采用了稳定性好的电路。实验结果表明，使用该装置可以探测到0．5ns的超声波传播时间变化量。     

探头固定特性对非介入式压力检测性能的影响

基于超声波的非介入式压力检测是利用超声波在容器壁中的传播时延与容器内压有关这一特性来实现压力检测。获得高信噪比的超声波信号和精确的传播时延是提高压力测量精度的关键。本文采用一发两收（一个发射探头、两个接收探头）模式,研究了接收探头固定特性对超声波信号幅值以及传播时延的影响。实验结果表明,随着探头荷载的增加,超声波信号幅值会随之增大并趋于稳定。此外,改变两个接收探头的荷载大小,超声波传播时延也会随之而变化,而且其传播时延改变量和由压力容器内压所引起的传播时延处于同一数量级。因此,在实际应用中应确保两个接收探头固定特性一致,从而提高压力测量精度。     

超声波测距回波信号处理方法的研究

在分析超声波测距系统回波信号处理存在问题的基础上,提出了两种提高测量精度的回波信号处理方法.采用了时间增益补偿技术和峰值时间检测技术,可正确检测超声波回波的到达时间.经反复试验,在50 cm～5 m的测量范围内,测距精度可达到0.5%,且测量重复性较好.两种方法的采用,提高了超声波测距系统的测量精度.     

一种微控制器的倒车雷达系统的设计

设计实现了一种倒车用超声波测距仪;系统以MC68HC908GP32型微控制器为核心进行模块化设计,采用4路探头进行超声波的发射和接收,通过通道选择电路对四路回波进行循环检测;回波信号经多重反馈带通滤波放大电路和过零比较电路后,触发定时器的输入捕捉中断,微控制器存储回波往返时间,经过温度校正和运算后送所测最短距离进行显示并报警;经调试该仪器能满足1.5m范围内的距离测距要求,测量"盲区"小于20 cm,具有高的精确度和可靠性;适当改进后可用于其它短距离测距要求的相关系统中.     

基于FPGA的某型发动机超声波探测电路设计

固体火箭发动机的钢壳、绝热层、衬层、推进剂多层粘接结构的脱粘缺陷,很容易引起灾难性后果,对它的检测已经成为一项极其重要的工作,文章设计了一种基于FPGA的超声波探测电路,构建了一个可编程片上系统（SOPC）,并编写了PWM控制组件。以NiosⅡ为核心控制产生脉冲宽度、重复频率可调的超声波激励脉冲,配合高速A／D实现回波信号的采集和存储。缩短了设计周期,简化了硬件电路,为后续研究便携式超声波检测仪奠定了良好的基础。     

超声弹性模量测量中声时测量精度的提高方法

超声脉冲回波法是一种高精度的弹性模量声速测量法。实验测定由声耦合界面引起声时测量相对误差达0. 3%,延时相对误差在0. 2%左右。为减小声时测量误差,提高超声脉冲回波法弹性模量的测量精度,采用了台阶轴试样,避免了由声耦合界面引起的声时测量相对误差;利用试样后端面的二次回波,变相的改变声程,消除了由各种延时引起的声时测量误差。     

网格图像法提取多维脉搏特征信息

利用前期研制的基于单CCD(charge coupled device,电子耦合器件)的脉搏多维信息测量装置,采集得到脉搏动态时变图像序列.重新设计传感器触头为绘有网格点的软性双层薄膜结构,在此基础上,建立了测量原理模型,论证了该装置获取脉搏多维信息的可行性.随后,通过对网格点图像的处理,成功提取了脉搏波的形态、频率、节律及脉宽信息,所得结果与测量模型分析一致.研究表明,该系统能够有效提取多维脉搏特征信息,为脉搏信息的检测和表征提供了一种全新的手段和方法.     

微压电复合材料超声波探测器的制备及应用

基于微细加工工艺,设计并制备了一种指向性良好的压电复合材料的超声波探测器。该探测器由压电振子、阻尼器、中继板和特高频（UHF）连接器构成。压电振子由4×4个（80μm×80μm×130μm）（长×宽×高）的锆钛酸铅（PZT）压电柱状阵列及阵列缝隙填充环氧树脂而构成。当压电振子施加高频交流电压时,柱状PZT阵列产生纵向伸缩运动,从而产生超声波并向介质辐射。作为填充材料的环氧树脂,能够吸收掉因柱状PZT阵列其他方向振动而引起的噪声,使探测器在纵向上能产生指向性良好的超声波,从而提高了该探测器的灵敏度。测试结果表明,该微压电探测器指向性好,灵敏度高,精度高和抗干扰性好,可应用在泥沙的含水量测量中。     

小波分析在管道缺陷超声检测中的应用

在管道缺陷超声无损检测中，作为检测基本数据的脉冲反射回波信号受到电子噪声(包括热噪声和量化噪声)和结构噪声的干扰，使材料的缺陷信号变得难以识别。小波变换借助于时．频局部分析特性，已成为现代信号处理中的一种重要方法。在阐述小波变换基本原理的基础上，研究了管道超声缺陷信号的小波分解与重构。利用此方法对超声信号进行分析，可方便地识别是否存在缺陷以及缺陷的位置。     

连续波背景下多信号处理方法

对接收到的信号进行短时傅里叶变换，通过分析短时傅里叶变换中每一个时间片内的信号频谱，检测出连续波背景下的脉冲信号。滤除线性调频脉冲信号成分，保留连续波信号成分，得到调频连续波信号具有周期性的时频变化曲线。根据连续波信号时频变化曲线的频谱特征，估计出其主要参数，然后滤除脉冲信号出现时间内信号中的连续波成分，并采用相应的方法估计出其参数。仿真结果表明，本文算法可以准确估计出线性调频连续波（LFMCW）信号和线性调频（LFM）脉冲信号的参数，当LFMCW信号的信噪比高于-8dB，并且其功率比脉冲信号功率小6dB以上时，算法具有良好的估计精度和稳定性。     

基于声表面波技术的导弹健康管理系统研究

针对现有导弹诊断健康管理系统仅适用于电子分系统（部件）的局限性，提出一套面向弹上电子类设备和弹体结构材料的整弹健康管理系统。重点进行了基于稀疏阵列的导弹壳体材料声表面波健康监测方法研究。根据阵列的几何位置及超声信号的渡越时间进行超声成像，实现弹体材料中损伤的定位检测。同时，通过实验研究了弹体材料中声表面波的各向异性传播特性，对成像方法中的波速进行了修正。在此基础上，将该方法应用于典型弹体试件的（硅纤维复合板）健康监测实验中。结果表明，基于稀疏阵列的声表面波技术可以实现弹体试件中损伤成像及定位检测。研究工作为导弹整弹健康管理提供了一种可行的方案。     

脉冲注入法的传感器信号发生装置

脉冲注入法可较为灵敏地反映出各类变压器绕组故障,原理为在线注入脉冲方波,通过测量响应信号判断绕组工况.便携式带电检测仪可较好地实现上述功能,电容传感器信号装置是其重要组成部件,该部件直接安装在电力变压器绝缘套管上,为保证注入信号对在线运行变压器无影响,要求该部件不影响套管电场分布,同时不影响绝缘套管的绝缘特性.针对不同电压等级的电力变压器,设计了相应的电容式耦合传感信号发生装置,通过仿真验证了相应装置的电场分布,证明了其对电力变压器运行无影响,同时对该装置进行雷电冲击试验,检验了该装置的绝缘性能.装置为脉冲在线注入法的成功应用奠定了基础.     

超声回波信号特征提取器的设计

本文提出一种结合模拟电路和CPLD器件对超声回波信号特征提取的方法,提取的特征量包括8寸间、能量和幅值信号。通过对超声回波信号特征的分析,该方法利用微分器、积分器、延时电路、波门电路、计数器以及峰值保持模块,直接对检波后的超声信号进行处理提取信号特征。最后对各个模块进行了模拟仿真,结果表明本文提出的电路设计可以实现对超声回波特征的提取,能够提高精度和检测效率,并为进一步自动检测开发提供了基础。