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。     

基于波形峰值检测的超声波流量计

针对超声波流量测量中回波信号难以精确定位的问题,提出了基于最大峰值检测的回波定位方法.对回波采样信号进行正向和反向滤波后,根据采样数据定位正常波形的零点位置;通过邻域点与峰值比较,判断波形质量与最大峰值的位置,以此定位回波信号的起始点.在基于数字信号处理器(DSP)与现场可编程门阵列(FPGA)双核心的超声波流量计系统...     

矿用雷达物位监控装置研究

针对目前煤位测量采用超声波测量方法,存在抗干扰性差、可靠性不高等缺点,设计了一种矿用雷达物位监控装置。该装置通过物位传感器发射高频电磁波到被测物体,采用噪声阈值处理技术、滤波处理技术和虚假回波处理技术处理反射信号,实现了对物位的实时、高精度测量。测试结果表明,该装置可靠性高、测量误差较小、抗干扰性强。     

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。     

液位测量中超声回波信号的采集与处理

介绍了一种在液位测量中超声回波信号的采集与处理方法。系统选用高性能的ARM处理器LPC2119处理数据;设计了IIR椭圆带通数字滤波器进行数字滤波,去除干扰噪声;滤波后使用假设检验的方法检验回波信号样本波动性的显著变化,从而识别出回波信号的起始点。此方法可方便地推广到其他物位测量及气体、液体的流速测量中。     

非接触式的超声波流量检测技术研究

基于超声波流量检测技术,通过差分驱动技术、回波微弱信号放大与滤波技术、高精度的计时技术、ARM和CPLD的双核并行处理技术的研究,实现了流量传感器的低功耗、高精度、高可靠性。     

一种时差法超声流量计的设计

研究I使用超声波技术实现流量的测量,该技术具有非侵入性、精准度高的优点。设计中采用了AT89系列单片机作为控制核心,利用其定时器和O口的特点实现了时间测量和信号处理。通过接收超声波传感器发送的脉冲信号,并利用计数器功能计算流过物体的时间和距离,从而得到流量值。选择了高灵敏度的超声波传感器,并设计了放大电路和滤波电路,以确保接收到的信号稳定和准确。通过单片机的计算,对传感器接收到的信号进行实时处理,并输出流量计算结果。通过测量验证,该电缆设计具有较高的测量精度和稳定性。     

高精度超声波液位测量系统设计

随着工业生产中对在线液位检测技术要求的不断提升,需要更适用于工业生产、精度更高的测量设备。对基于脉冲回波法的超声波液位检测系统进行了研究和改进,介绍了其工作原理及系统结构。以STM32F407为控制器,设计了超声波信号的产生、接收、处理、采集等电路。发射电路对脉冲宽度调制(PWM)脉冲升压驱动超声波换能器产生超声波,接收电路先对信号进行限幅和滤波处理。通过放大数据将脉冲信号处理成更易分析的低频信号,利用控制器的直接内存存取(DMA)功能实现对信号的连续采集。通过辨识回波信号起始时刻,建立渡越时间与液位之间的关系。试验结果表明,在70 mm的范围内,系统误差小于1 mm。该设计为密闭容器的液位测量提供了一种高精度的检测方法,同时为工业领域的液位在线自动检测提供了参考。     

基于微处理器的数字超声波流量计

研究设计了一种以微计算机处理器为核心，根据时差法原理来测量流量的数字超声波流量计，该数字超声波流量计具有测量精度高、测量范围大、工作稳定可靠的特点。具体的实现过程是利用信号相关的数字处理方法计算出超声波在流体中的上行信号和下行信号的时间差，从而可换算出所测量的流量值。实验结果显示，这种数字超声波流量计能达到很高的精度。随着数字处理技术和处理器件的发展，数字超声波流量计将具有越来越大的优势。     

液位测量中的信号采集与处理

在超声波探头上施加一电脉冲信号,探头发出超声波,在遇到不同介质界面时被反射,超声波探头接收回波并将之变为电脉冲信号。利用P89LPC935的捕捉功能测量发射波和回波之间的时间间隔,通过环境温度测量准确测量出超声波传播速度,进而测量出超声波的传输距离,通过这种方法测量出液位高度。     

一种高精度超声测距方法的研究

本文介绍了一种基于超声波循环反射测量原理的高精度超声测距方法 ,并给出了以单片机为核心的测距系统的组成 .本测量法克服了多次反射法中对回波脉冲个数的限制 ,经温度补偿后测量精度得到了明显改善 .     

基于功率倒谱的超声测距时延估计方法研究

基于互相关函数的时延估计方法是脉冲法超声测距中最常用的算法,但窄带超声回波信号的慢衰减高频振荡特性导致它们的相关函数在峰值位置近似作等幅振荡,从而为精确搜索相关函数的峰值带来困难.首先建立了超声测距时延估计模型,然后提出了一种适用于超声测距的基于功率倒谱的时延估计新方法.仿真与实验研究表明,该方法在高信噪比下可以精确得到时延估计值,同时避免了超声回波信号的慢衰减高频振荡特胜对时延估计带来的影响.最后对该方法的优点与不足作了说明.     

基于P89V51RB2的超声波包络检测测距系统

设计了一种新型的超声波测距系统,该系统以单片机P89V51RB2为控制核心,利用包络检波电路构造回波包络,并通过微分过零点检测电路确定回波包络峰值点时间,进而确立超声波在被测距离上的传播时间.同时详细介绍了有关的硬件电路实现,包络法的采用有效得提高了测量的精度.     

超声回波信号解调及其包络相关时延估计算法

互相关函数法是脉冲法超声测距中最常用的时延估计算法,但窄带超声回波信号的振荡特性导致它们的相关函数在峰值位置近似作等幅振荡,从而为精确搜索相关函数的峰值带来困难,所以有必要对相关函数包络的峰值进行搜索.首先分析了超声回波信号解调的常规算法,然后提出了基于FFT的直接提取相关函数包络的快速算法.仿真与实验研究表明,该方法能精确提取相关函数的包络,在不增加计算量的情况下精确搜索到相关函数的峰值位置.     

雪深超声回波信号的自适应滤波建模方法

针对现阶段获取积雪数据准确度不高的问题,根据超声回波信号特征并结合建模方法和现代数字信号处理技术,提出一种积雪超声回波信号的自适应滤波建模方法,利用包络检波算法和曲线拟合对回波信号包络中的确定性信号进行拟合并结合自适应滤波算法,在误差信号的反馈下通过迭代使输入信号逼近参考信号,改变输入信号幅值和频率也可以稳定地收敛。通过这种方法可以合成积雪回波信号,准确描述雪盖的层理结构,有效地降低了噪声干扰,拟合匹配度得到提高。     

基于回波包络上升沿拟合的超声波飞行时间测量方法

超声波飞行时间是超声波检测技术应用中一个重要的参数,直接影响甚至决定其检测效果。针对超声波飞行时间高精度测量的要求,在分析超声波传感器响应模型的基础上,提出了一种基于回波包络上升沿拟合的超声波飞行时间测量方法。该方法在双激励条件下,将周期数少的激励信号的停止时刻作为测量起点,通过粒子群优化算法进行回波包络上升沿拟合,以确定两个上升沿分离时刻所在周期,最终确定超声波飞行时间的测量终点时刻。与阀值法和互相关法的对比实验表明,该方法具有较高的测量精度和实用性。     

基于FPGA的数字超声内窥镜接收系统设计

根据数字超声成像的要求和超声信号的特点,设计了由高速采样电路和FPGA正交解调电路组成的数字超声内窥镜接收系统。采样电路由AD8138和AD9235实现,对放大后的超声回波信号直接进行模数转换;FPGA利用内部RAM、乘法器、IP核和宏模块构建数字正交解调电路,提取超声回波信号的幅度;获取的幅度信息经USB2.0接口电路送入计算机显示。对玻璃杯进行的静止扫描成像实验,验证了接收系统的小信号检测能力,可以检测到信噪比约为4dB的回波信号;对玻璃杯进行的旋转扫描成像实验,表明接收系统可用于数字超声内窥镜成像。     

小波滤波在超声管外测压回波处理中的应用

超声测压过程中信号受到噪声的干扰,使得回波信号质量较差。为提取后续特征,需对回波信号进行处理。而小波具有"变焦距"特性,在时域和频域中具有良好的局部分析能力,适合于超声等非平稳信号处理。在超声反射回波的数学模型基础上,利用小波滤波方法对超声信号进行预处理,提取强噪声背景中的弱回波信号。仿真及实验表明,用小波滤波能够有效抑制噪声,提高信噪比,且该方法原理简单,易于实现,为进一步研究超声管外测压奠定了基础。     

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。     

基于包络滤波的玻璃纤维复合材料缺陷评价研究

针对超声检测中回波信号是经过缺陷、界面反射多次叠加,形成突变主要体现在高频成分中的特点,采用三次Hermite插值算法求取原始信号的包络线,然后对去除包络后信号进行分析,波包峰值的大小可以反映玻璃纤维上面板内部缺陷的尺寸.