超声波热量表信号转换器性能校验装置的设计

研究了一种可以模拟超声波时差法流量测量原理和热电阻温度测量原理的超声波热量表性能校验装置。该校验装置属于干校验装置,由流量模拟模块、温差模拟模块、微处理器单元和上位机组成。详细叙述了流量模拟模块与温度模拟模块的实现方法及微处理器的设计。最后热量表的实流标定数据与本文校验装置的校验数据对比结果表明超声波热量表校验装置可以有效地实现超声波热量表功能测试。     

空气中含碳气体的超声监测装置的设计与实现

基于声衰理论,介绍了采用超声波监测混合气体的方法,设计了一种用超声波传感器测量空气中含碳气体的监测装置,由该超声监测模型下位机测量模块和上位机监测模块组成,将各子模块连接调试,并进行实验测量,得到的实验数据与理论数据相符,可以实现对空气中含碳气体成分和浓度的监测。     

超声波电机推挽式驱动电路研究

目前,超声波电机驱动广泛采用推挽式电路。主要由于超声波电机内压电陶瓷材料的非线性,使得串联电感匹配电路的设计不易得到期望效果。在理论分析的基础上,通过实验研究了不同匹配电感取值对超声波电机运行性能的影响,给出了超声波电机串联电感匹配电路的设计原则,指出使匹配电路呈容性较为合适。详细分析了超声波电机驱动电路中的推挽式变换器工作过程,有助于深入了解超声波电机驱动控制装置的非线性特征,也有助于该装置的合理设计。     

智能超声波驱鸟装置的设计与实现

根据电力输电线路的鸟害特点,设计了一种智能超声波驱鸟装置.重点分析了基于微波多普勒雷达的飞鸟探测原理,详细介绍了系统的软硬件设计及工作流程.该装置由太阳能电池板供电,通过微波多普勒雷达探测飞鸟,利用超声波和强闪光驱鸟.经试验验证:该装置具有成本低、免维护、可靠性高、驱鸟效果持续时间长等优点,可满足电力输电线路的驱鸟需求...     

超声波温度测量装置的设计与实现

为了实现高温烟气温度的实时在线监测,研究设计一种具有较高准确性和快速响应的超声波温度测量装置.它通过检测超声波在气体中速度的变化,实现对气体平均温度的测量.在模拟高温环境下,对所研制的超声波温度测量装置的可靠性和准确性进行了实验研究.试验结果表明,该装置在一定程度上克服了气流流动和介质参数变化对温度测量精度的影响.通过...     

用于电磁超声铝板检测的脉冲电磁铁

电磁超声换能器是一种新型超声波发射和接收装置。通过建模、有限元分析、电路仿真等多种方法,设计了一种结构简单、实用性强的用于电磁超声铝板检测的脉冲电磁铁。该脉冲电磁铁由脉冲电流激励,工作时瞬间建立较强磁场,工作结束后磁场迅速消失,从而使电磁超声装置的体积、重量显著降低。最后,结合铝板厚度测量实验,验证了脉冲电磁铁设计方法的有效性。     

驱动超声波电机的推挽式变换器工作过程分析

目前的超声波电机驱动电路广泛采用推挽式电路作为DC/AC升压变换器。推挽式变换器的负载通常是由超声波电机与电感构成的LC串联匹配电路。由于工作方式有别于传统的DC/DC应用,且负载特殊,所以超声波电机驱动电路中的推挽式变换器工作过程较为复杂。详细分析了这一工作过程,有助于深入了解超声波电机驱动控制装置的非线性特征,也有助于该装置的合理设计。     

基于超声波的溶液浓度测量系统设计

在超声波时差法检测溶液浓度系统中,时间参量的检测精度只能达到微秒级,从而影响系统精度,为了提高溶液浓度检测精度,提出了超声波相位差法检测溶液浓度.在建立超声波相位差法模型的基础上,以单片机MSP430F2272作为处理器,采用双超声波收发为检测装置,设计了一种超声波的溶液浓度测量系统,选用数字鉴相器AD9901检测超声波通过标准样液与待测溶液相位差对应,经转换由单片机计算得到溶液浓度.实验表明,系统误差小于1％,并且装置性能稳定,结构简单,符合预期设计要求.     

驱动超声波电机的推挽式变换器工作过程分析

目前的超声波电机驱动电路广泛采用推挽式电路作为DC/AC升压变换器.推挽式变换器的负载通常是由超声波电机与电感构成的LC串联匹配电路.由于工作方式有别于传统的DC/DC应用,且负载特殊,所以超声波电机驱动电路中的推挽式变换器工作过程较为复杂.详细分析了这一工作过程,有助于深入了解超声波电机驱动控制装置的非线性特征,也有助于该装置的合理设计.     

便携式制动盘螺栓裂纹检测装置研制

制动盘是高速列车制动系统的关键部件,其可靠性十分重要。制动盘螺栓作为其主要紧固件,对其裂纹进行检测对于保障列车运行安全具有重要意义。研发了一种基于超声波的便携式螺栓裂纹检测装置。该装置采用单晶斜探头,结合STM32、现场可编程门阵列(FPGA)硬件技术以及数据处理算法,实现了螺栓裂纹大小及位置的定量检测。为了改善接收的超声波信号质量,提高裂纹大小及位置信息判别精度,改进了超声波激励电路和信号调理电路,并设计小波去噪算法实现信号处理。大量实验表明,该装置能实现1.0 mm以上的螺栓裂纹的精确检测,位置判断准确,位置误差在2%以内。     

ADSP-TS101的DMA传输在声纳基阵信号仿真系统中的应用

在DSP拓扑连接构成的多处理器系统中,各处理节点之间的数据传输是个关键的技术问题。ADSP-TS101的DMA是一种不需要内核干预的高速后台数据传输机制,允许在数据传输的同时进行内核处理。本文在介绍声纳基阵信号仿真系统的硬件及软件实现的基础上,结合DMA传输在本系统中的应用实例,详细说明了多种DMA方式的程序设计。合理分配处理任务,采用DMA数据传输节约内核处理时间,实现了高速实时声纳基阵信号的仿真,满足声纳整机性能测试需求。     

Sonar Image Registration and Mosaic Based on Line Detection and Triangle Matching

Image registration is an important research topic in the field of computer vision, in which the registration and mosaic of side-scan sonar images is the keypoints of underwater navigation. However, the image registration method of keypoints is not suitable for sonar images which do not have obvious feature points. Therefore, a method of sonar-image regis-tration and mosaic based on line segment extraction and triangle matching is proposed in this paper. Firstly, in order to extract features from sonar image, the LSD method is introduced to detect line feature from images, and line segments are filtered by the principle of attention; after that, triangles are formed from line segments, an image transformation matrix can be calculated through the heuristic greedy algorithm from these triangles; finally, images are merged based on the transformation information. On the basis of practical tests, it is found that, the feature extraction method used in this paper can better describe the outline of underwater terrain, and there is no obvious stitching gap between the result of sonar images stitched. Experimental results show that the proposed method is effective than the keypoints method of the registration and mosaic of sonar images.     

反潜直升机锯齿形检查搜潜建模与仿真技术研究

潜艇因其隐身性,在水下很难被发现.根据反潜直升机利用吊放声呐搜潜的战术应用,对可疑区域进行快速有效地检查搜索.建立了应用于单机检查搜潜的锯齿形搜潜模型.结合水下潜艇的航行,利用蒙特卡洛法对搜索过程进行仿真.分析了吊放声呐探测点间隔系数对模型搜潜概率的影响,给出了适合锯齿形检查搜潜模型的最佳间隔系数取值区间.研究成果为区...     

反潜直升机多段往返检查搜潜建模与仿真技术研究

潜艇因其隐身性,在水下很难被发现.本文根据反潜直升机利用吊放声呐搜潜的战术应用,对可疑区域进行快速有效地检查搜索.建立了应用于单机检查搜潜的多段往返搜潜模型.并结合水下潜艇的航行,对搜索过程进行仿真,分析了吊放声呐探测点间隔系数对模型搜潜概率的影响,为区域检查搜潜战术制定提供了参考.     

Sonification of range information for 3-D space perception

We present a device that allows three-dimensional (3-D) space perception by sonification of range information obtained via a point laser range sensor. The laser range sensor is worn by a blindfolded user, who scans space by pointing the laser beam in different directions. The resulting stream of range measurements is then converted to an auditory signal whose frequency or amplitude varies with the range. Our device differs from existing navigation aids for the visually impaired. Such devices use sonar ranging whose primary purpose is to detect obstacles for navigation, a task to which sonar is well suited due to its wide beam width. In contrast, the purpose of our device is to allow users to perceive the details of 3-D space that surrounds them, a task to which sonar is ill suited, due to artifacts generated by multiple reflections and due to its limited range. Preliminary trials demonstrate that the user is able to easily and accurately detect corners and depth discontinuities and to perceive the size of the surrounding space.     

基于简正波模型的航空声呐作用距离建模与仿真

作用距离是航空声呐的一个重要性能指标。在航空声呐的实际使用过程中,海洋环境、目标及探测深度都会对作用距离产生影响。本文根据简正波模型,结合实际海洋环境计算水下声传播损失,由声呐工作原理及性能参数,建立了探测计算模型,并重点对工作深度的选择进行了仿真验证。     

波束域相位中心互相关DOA估计方法

为提高多波束测深声呐回波到达角度(DOA)的估计性能,将三排阵测深侧扫声呐的相位中心互相关技术与多波束测深声呐的波束形成技术相结合,提出了一种新的波束域相位中心互相关DOA估计方法;并将该方法与传统相位差测向方法进行了比较,且推导出了两者的数学表达式;通过理论分析和仿真研究指出新方法能同时获得较大的相位非模糊区间和较低的DOA估计误差,有效提高了回波DOA的估计性能;对湖上试验数据的处理结果进一步表明该方法具有工程实际应用的有效性和可行性。     

成像声呐TVG/AGC电路的设计与实现

针对多波束成像声呐系统接收机前端对小信号的放大和对抗混响能力的要求,提出了一种幅度归一化的TVG/AGC增益控制方案,设计并实现了基于该方案的增益可连续变化的TVG/AGC电路。以LTC69121为核心可编程增益控制器件,辅以AFE5801内部的VGA模块,实现0.125dB的增益变化率。和传统的设计方法相比,该方案结构简洁,功耗更低,增益连续性更优越。实验结果表明,所设计的TVG/AGC控制电路工作稳定可靠,增益在0~40dB范围内连续可调。     

水下目标噪声与背景噪声的建模与仿真

在分析了潜艇和海洋背景噪声产生机理的前提下,利用AR模型估计功率谱的方法,模拟了舰船辐射噪声的数学模型,并用MATLAB进行了仿真,仿真结果显示,数学模型的建立是合理的,而且符合实际舰船辐射噪声的频谱分布,从而为被动声呐接收系统的信号处理算法研究和检测提供了信号源,同时为声呐诱饵技术的研究提供了信号参考,具有实际意义.     

基于DDS的声呐信号发生器设计与实现

为设计并实现出一种声呐信号发生器,基于直接数字频率合成(DDS)技术,提出了基于PFGA的DDS设计方案,并通过QuartusⅡ开发平台,利用VHDL语言与LPM宏模块设计相结合的编程方法予以实现。测试结果证明了该信号发生器的各项指标完全符合实际声呐装备的信号参数要求。