气体超声换能器动态性能测试方法研究

针对超声换能器性能差异影响气体流量测量的问题，提出了一种超声换能器动态性能测试方法。首先，根据回波信号的特征，以回波信号上升波形的相似度确定最优高斯模型。然后，通过人工鱼群算法计算出高斯模型的最优特征参数。最后，将最优特征参数进行归一化，计算超声换能器间的欧式距离，以评价超声换能器的动态性能一致性。在此基础上，设计了动态性能测试系统。系统对被测超声换能器的接收信号放大、滤波后，进行高速采样，再将数据发送至上位机进行高斯建模、参数估计和一致性评价。试验结果表明，超声换能器的动态性能一致性越好，超声流量计的测量误差和重复性越小。该方法对于提升气体超声流量计的小流量性能具有重要作用。     

EMAT测距测厚的系统设计及实现

从测距测厚原理、EMAT的特点、系统组成、硬件及软件等方面介绍了系统的设计.系统以换能器获取回波信号,DSP进行数字信号处理,单片机进行测量值计算,PC显示和记录查询,实现了在线高速自动测量.实验运行表明,此系统具有测量精度高,抗干扰能力强,自动化程度高等优点.     

超声换能器驱动电路及回波接收电路的设计

介绍了采用脉冲回波法进行超声测距的原理,设计了一种高效率的超声换能器驱动电路,使换能器和功放的阻抗匹配得到改善。另外还设计了一种单电源回波接收电路。本系统主要用于车辆防碰撞等领域。从实验结果来看,发射效率和接收灵敏度均较高,回波效果良好,大大提高了超声波探头的作用距离。     

高斯带通滤波器的设计及其在管道超声检测中的应用

本文分析了本文分析了由超声换能器,耦合剂,石油管道组成超声检测系统,得出了超声回波信号的数学模型,依据超声回波信号的数学模型,并利用最大信噪比原理设计出高斯带通滤波器,应用所设计的高斯带通滤波器对超声信号处理,大大提高了信噪比,有效的提取出缺陷信息。滤波后超声回波的包络的峰值对应着各个回波到达的时间。     

时差式超声测量回波信号处理研究

研究了一种软、硬件结合的时差式超声测量回波信号处理方法。分析介绍了系统的硬件组成和实现方法,概述了软件设计流程与主要功能。超声回波信号调理模块提取从接收换能器得到的原始超声波信号并转换成后续处理电路易于处理的稳定回波信号。利用现场可编程门阵列(FPGA)的可编程特性设计了数字信号处理模块,得到过零比较信号和阈值比较信号,从而锁定回波到达时刻。     

电磁超声检测钢板厚度实验的参数优化

为提高电磁超声检测信号的信噪比,研究激励信号频率、脉宽及换能器提离距离对厚度测量结果的影响,搭建了电磁超声实验系统。该系统利用RITEC-SNAP 5000产生高能正弦波激励电磁超声换能器EMAT ( Electromagnetic Acoustic Trans-ducer),通过调节激励信号的频率、脉宽,改变提离距离来观测超声回波幅度的变化。实验结果表明：当激励频率和EMAT固有频率相同时其换能效率最高,采用6个周期的脉冲串时前后波包之间分界明显,为获得较大的回波幅度应尽可能减小提离距离。     

线形超声相控阵换能器的阵列设计

超声相控阵检测技术是利用脉冲反射法对被检构件中是否存在缺陷(如裂纹、夹杂、气孔等)进行无损检测,阵列换能器是该检测技术中实现电-声转换的传感器件,其声场特性是能否获得并有效利用被检测部位或区域回波信息的决定因素,也是设计换能器阵的主要依据。从平面矩形活塞阵元的辐射声场出发,利用简便算法对阵元辐射声场、一维线阵辐射声场进行了仿真模拟,分析了影响阵列换能器性能的几个主要因素,提供了阵列换能器的设计思路,并对采用相控阵超声换能器与常规超声换能器探测人工缺陷时的扫查波形进行了比较。     

基于压电复合材料的二维面阵超声换能器性能研究

采用锆钛酸铅陶瓷基环氧树脂1—3复合压电材料,制作了一种64(8×8)阵元二维面阵超声换能器,并对其进行性能研究.实验测试表明:二维面阵超声换能器一致性良好,回波带宽为40.8％,中心频率为5.0 MHz,与理论设计的3.5 MHz中心频率保持基本一致.对二维面阵超声换能器的声场进行仿真模拟和表征,验证了该超声换能器产...     

基于收发一体聚焦超声换能器的浅表组织损伤实时监测研究

在聚焦超声治疗浅表组织疾病过程中,尚无有效的手段对焦域组织损伤进行监控。以聚焦超声换能器为基础,构建了一套超声治疗和损伤监控一体化的超声脉冲回波信号监测系统。将获取的超声脉冲回波信号进行滤波,提取焦域范围内的回波信号包络,进而得到包络信号的积分值,用该积分数值大小来表征超声脉冲回波信号的强弱。计算出回波信号的相对变化值,从而分析出回波信号的相对变化与组织损伤的关系。离体牛肝实验结果表明：在相同辐照模式下,随着辐照回合数增加,回波信号相对变化值随之增大,组织损伤面积也随之增大。根据换能器接收的回波信号变化可以判断离体组织亚毫米级损伤的形成,且回波信号的强弱与离体组织损伤大小吻合度良好。这为聚焦超声治疗浅表组织疾病提供了一种具有一定应用前景的损伤监测方案和手段。     

超声换能器阻抗角的在线检测

超声治疗设备中超声换能器的阻抗特性在工作时发生变化而导致静态匹配失效,采用固定频率下的动态匹配可解决此问题,实时、在线对超声换能器阻抗角进行测量是实现该方法的关键.在过零计数法的基础上,提出了一种多周期同步计数法,并采用单片机及外部分频电路等实现了超声换能器阻抗角的在线检测.该方法具有硬件电路简单、测量精度高、频带宽等优点,当测量频率为500 kHz时,误差小于0.1°.     

基于吸盘式脉冲电磁铁的EMAT实验研究

电磁铁式电磁超声传感器较永磁体式具有接触和移动性好、不易粘附杂物等优点,工程应用潜力巨大,然而目前对其研究开发较少.提出了一种基于吸盘式脉冲电磁铁的EMAT,能更好地适应环形线圈,实现超声波的激励与接收.建立了通用的脉冲电磁铁式电磁超声传感器检测实验系统,在铁磁性材料和非铁磁性材料上进行了脉冲回波式检测实验,验证了传感器的有效性.研究了主要影响因素(被检材料、励磁电流和提离距离)对此种传感器检测信号的影响规律,结果表明此种传感器在铁磁性材料上的换能效率远大于非铁磁性材料上的换能效率;一定范围内传感器检测信号幅度随励磁电流线性增加,随提离距离呈反比函数关系衰减.     

基于振弦式传感器的大坝渗压监测系统设计

针对渗压自动化监测系统运行环境恶劣、可靠性要求高的特点,设计了基于振弦式传感器的大坝渗压自动化监测系统。该系统的硬件部分以LPC2368FBD为主控制器,集数据采集、数据存储、数据显示、电源管理于一体。阐述了振弦式传感器的工作原理与特性;介绍了大坝渗压自动化监测系统的硬件、软件结构和设计思想;详细分析了数据采集电路的设计原理与实现过程。将该系统样机在实验室进行了测试和试运行,频率测量精度达±1%;信号和电源防雷击和抗电磁干扰功能强;具有LCD液晶显示功能,可直接显示采集数据,且体积小、造价低,适应现场恶劣环境。     

基于.Net平台的Office技能考试系统的设计和实现

Office操作是计算机基础教育的技能要求。在自动化测评技术和.Net技术基础上,使用Visual Basic.Net编程语言和ADO.Net操作数据库,通过COM Interop来调用通用的Office组件模型设计实现了一个自动评测系统。系统实现了Word,Excel,PowerPoint的自动命题、组卷、考试功能,减少了阅卷的工作量,降低了手工阅卷中的主观因素的影响,提高了阅卷工作的准确性和公正性。进一步从系统的体系结构、数据库的设计、自动阅卷的设计等诸多方面,探讨了计算机技能教学自动化考试的设计和实现。     

远场机载天线方向图自动化测量

机载天线方向图测量,是天线装机后性能检查的重要依据.基于其测量原理,对远场机载天线方向图自动测量系统的硬件系统、软件设计、连接协议作了说明;采用VC++,编制系统控制分析软件,对远程控制,数据采集、处理及功能的程序设计进行了详细描述,软件界面简洁,人机互动好,具有实时监测功能.通过试验验证及分析,天线方向图自动测量相对于人工测量模式,其精度和效率大幅提高,突出了测量领域自动化发展的必然趋势.     

基于TDC-GP22的超声波渡越时间测量方法研究

介绍了采用TDC-GP22用于超声波气体流量计信号接收和渡越时间(TOF)检测的实现方法。针对超声波信号接收电路,设计了带通滤波放大电路进行噪声抑制和放大处理,采用高速模数转换器(ADC)和数字电位器设计了增益控制电路,实现了对超声波接收信号的自动增益控制(AGC);针对超声波渡越时间检测,设计了阈值比较电路和高精度TDC-GP22时间检测电路。利用噪声阈值门限对TDC-GP22进行动态使能,避免了噪声引起的误检测。在音速喷嘴气体流量标准装置上进行了流量标定试验,试验结果证明了本测量系统具有良好的测量精度和测量稳定性。     

Novel fuzzy test patterns and their application in the measurement of geometric characteristics of displays

One of the final steps in a display production line is the image alignment that includes the visual adjustment of the geometric parameters and the color of the image. Measurement of geometric characteristics using machine vision is a necessary function in the automatic alignment of displays’ image in the factory. A critical part in the measurement of the geometric attributes is to precisely locate a test pattern position on the display screen. In this paper we introduce novel patterns as fuzzy test patterns and present a novel algorithm to precisely locate the fuzzy test pattern in captured images of the display screen. We experimentally show that the application of the proposed fuzzy test pattern and its associated locating algorithm increases the precision and robustness of the geometric measurements of a display like a TV display. The use of this new measurement method in an auto-alignment system increases the adjustment accuracy, improves the reliability of the alignment system, and improves the quality of images on the display of the adjusted display sets.     

超声波时差法在平原渠道流量监测中的应用

针对我国华北平原常态化引调水工程监控对水文监测数据的时效性、准确性越来越高的要求,不断提高自动化监测能力和水平是解决问题的有效途径,因此在华北平原引调水工程水量监测站安装超声波时差法流量监测系统,分析工作流程,开展研发实践应用.在分析测量原理的基础上,运用数理统计法建立时差法流量多元线性回归模型,通过与同步实测流量比测...     

优化伪随机脉冲位置调制序列激励的无串扰超声测距系统

超声测距系统中多路换能器同时工作存在的串扰会导致错误的距离测量和降低系统的工作效率.为消除此串扰,提出伪随机脉冲位置调制(PPPM)法用于构造超声发射序列.PPPM序面中脉宽固定,脉冲位置由伪随机数序列调制.为获得满面春风锐的自相函数和平坦的互丰关函数,对四种常用的同余法产生的伪随机数进行了定量检验,并选定统计特性最好的系列静电型换能器构成的超声测距系统,实验验证了所提方法的可行性.     

基于TDC-GP22的超声波热量表设计

超声波热量表的关键问题是测量数据的高度精确性。设计选取了TDC—GP22测量芯片,配合低功耗MSP430系列芯片作为 MCU,配合超声波换能器和 Pt1000温度传感器来测量流速和水温。通过TDC—GP22增加的3个重要功能来实现精确的脉冲间隔测量、检测管内异常和简化的多脉冲结果计算。通过在行业标准环境下测试热量表具有较低的功耗、较高的准确度和良好的稳定性。     

宽量程的气体超声测量

研究了一种针对管径和流量变化范围大的气体的超声流量测量系统的设计。利用传统流量计的原理．结合微弱信号处理技术和目前先进的CPLD高频电路设计技术，针对高精度、宽量程的要求，设计出具有数字AGC自动增益控制和纠错系统、高频计数系统在内的新型气体超声波流量计，它还具有主从处理器并行工作结构和多种输出方式。最后给出了该系统在实验室环境中测试的结果。