供水管道球形检测器超声波定位技术

针对自主研发的球形检测器在供水管道中的定位需求，设计了一种圆弧形复合超声波振子，基于压电方程，对其振动特性进行理论和仿真分析，得出主要振型和最优工作频率。研究超声波发射电路与复合超声波振子之间阻抗匹配设计，实现最优的超声波能量转换驱动效率。基于小波变换包络检测方法的超声波信号检测技术，计算得出超声波信号传输的精确时间，实现了球形检测器定位系统。经测试，100 m管道长度静态测距定位精度误差约为2%，动态定位距离达到170 m，与惯导数据计算距离之间误差不超过6%，符合球形检测器在供水管道中的实时定位需求。