脉冲超声传感器激发/接收电路设计

围绕磁致伸缩式超声传感器用脉冲激发／接收电路的设计，讨论了场效应功率管在脉冲超声波激发电路中的应用，重点研究了场效应管驱动电路、脉冲超声波高压激发电路及接收保护电路，并简要介绍了其余电路的实现。对研制的电路进行了性能分析，所用电子元器件均无过热现象，并获得较为理想的电脉冲信号。设计的电路板已成功用于磁致伸缩式超声传感器测量材料弹性模量。     

低压电源驱动的超声波发射接收电路设计

在分析常用的超声波发射电路的基础上,设计了一种利用电感储能产生高功率脉冲的发射电路.该电路以场效应管为开关元件,不需提供直流高压电源,只需5 V单电源供电,安全性高.设计了隔离电路和电压跟随电路,降低了发射电路和其他电干扰信号对接收电路的影响.研究解决了LF257的自激振荡问题.设计了程控放大电路和滤波电路,实现了超声波信号的稳定接收.该发射接收电路简单实用,易于集成、精度高、噪声低.     

超声波探伤发射电路及参数分析

研究了基于ARM和FPGA的数字式超声波探伤电路系统,运用MOSFET开关I/V特性推导出阈值电压和漏极电流公式,推导了电容充放电时间以及运用极限法来分析发射电路中电容电阻因素.并对发射电路进行仿真设计及分析,实现了FPGA对发射电路的控制.最后从超声波探伤实用性角度分析了发射电路参数对探伤系统性能的影响.研究结论表明,MOFSET开关和电容充放电中电压、电阻、电容等影响发射电路性能的因素合理取值提高了超声波探伤系统的能力.     

新型时差法超声波流量计

结合时差法超声波流量计的基本原理,提出了一种多脉冲法的设计方案.选用了时间数字转换芯片TDC-GP2、MSP430F155单片机和ispLSI1032 CPLD等芯片,介绍了时差法超声波流量计的测量原理,阐述了测量系统的组成及软硬件设计,详细分析了ispLSI1032内部各组成模块和设计原理;得到了较好的实验结果,测量结果波动的峰峰值不超过2 ns,2 s内可以跟上流速变化,精度高于1%.     

相控阵多普勒测流仪发射机电路设计

在相控阵多普勒测流仪系统中,发射机是不可或缺的一部分,直接影响到电信号转化为声信号的效率和声信号在水中的传输距离。传统的水下声纳发射机一般采用C类功率放大器,其存在效率低、体积大、功率低及易损坏等缺陷,针对以上出现的问题,开展了对发射机原理及技术指标要求的分析,结合现代音响功放的经验与设计方法,将数字音频功率放大技术应用到水声发射机中,设计了一种高稳定性、高效率的发射机电路,使相控阵换能器与功率放大电路的阻抗得到了很好匹配。实验调试结果表明,该设计达到了发射机功率输出最大化目的,提高了相控阵多普勒测流仪整体性能,能够满足相控阵多普勒测流仪产品化要求。     

基于储能电感的超声波发射电路本安化方法研究

针对煤矿千米定向钻机钻进过程中应用超声波换能器对钻孔状态监测时存在需要高电压驱动和本质安全化无法兼备的问题,提出了一种基于储能电感的本安型超声波发射电路。介绍了发射电路的基本原理,理论研究了换能器等效阻抗和稳压管动态电阻对激励脉宽的影响;分析了发射电路内部和输出本质安全特性,据此给出了本质安全参数的判断标准和一种高电压本安型超声波发射电路参数计算方法。实验结果表明：在设计参数范围内,200 V幅值的激励脉冲宽度能够可达2～3μs,大于设计值1.5μs;测量储能电感电流为0.9 A,换能器等效电容为1.05μF,分别小于本安条件下的电流1 A、电容100μF。因此,本文所提方法得到的电路参数能够在输出高电压激励脉冲下,满足本质安全要求。     

基于LPC2210控制的超声波发射接收实现

介绍了以ARM7系列LPC2210为核心芯片的超声波发射接收电路的硬件连接和软件控制程序,并给出了仿真图形.用555定时器构成的多谐振荡电路设计40kHz频率,接收部分的硬件电路由放大整形滤波组成.控制部分采用了定时控制和中断处理.软件和硬件结果采用示波器观测.采用ARM系列芯片处理速度快,使系统实时有所提高.     

时差法在超声波气体流量计中的应用研究

为了提高小管径煤矿瓦斯抽采管道的气体流量测量精度,基于时差法测量原理设计了超声波气体流量计,采用一对40 kHz的收发一体式超声波换能器作为发射和接收元件.以74HC00与非门设计的推挽式超声波驱动电路实现了低压驱动超声波换能器,并用集成红外遥控接收芯片CX20106A和单稳态触发器4013构成了信号调理电路,实现了对固定波形的稳定检测.利用高精度的时间数字转换芯片TDC-GP21作为计时芯片,实现了极低风速的测量.实验测试表明:设计的硬件电路具有良好的性能,测量风速分辨力可以达到0.1 m/s,提高了气体流量的测量精度.     

超声波流量计高分辨率A/D转换电路设计与实现

针对高精度时差法超声波流量计的时间差信号采集问题,采用一款双通道12位低功耗单片CMOS模拟数字转换器ADC12DL040芯片设计并实现了超声波流量计ns级时间差的高分辨率数据采集,给出了A/D芯片外围引脚电路设计,软件流程图和关键代码,实现了400 kHz输入频率,8 MHz采样频率的超声波时间差高分辨率实时采样.     

带水压环的焊接接头超声波探伤

介绍了用两种不同K值的探头对带水压环的焊接接头进行超声波探伤的方法,并通过分析计算和实际检验证明了其可行性。     

基于FPGA技术的新型相控阵驱动电路

近年来,结构损伤中超声相控阵检测技术正逐渐成为国际无损检测领域的研究热点之一.由于目前超声相控阵驱动电路中大多采用脉冲信号的激励方式,驱动信号的强度难以控制,缺陷处回波的有效信号不够突出,使得相控阵检测的分辨率较低.针对这一问题,提出了一种基于FPGA技术的新型超声相控阵驱动电路,该驱动电路利用FPGA片上丰富的逻辑资源以及其编程的灵活性,实现了任意波形信号的激励,并且依据超声波在材料中的衰减规律,通过在片上构建强度控制算法实现了缺陷处应力波等强度的目的,从而提高了缺陷检测的分辨率和信噪比.系统主要包括激励信号生成模块、强度程序控制模块以及高频功放模块.最终通过实验,验证了系统的可行性.     

超声波电机新型驱动电路的研究与设计

由于超声波电机的工作原理及其驱动控制方式不同于传统的电磁型电机,针对超声波电机的特点及其驱动要求,研究并设计了一套用于实现频率跟踪及调速的新型装置,文中对该装置中硬件电路部分的实现作了较详细的介绍。实验结果表明所设计的硬件电路性能稳定,达到了预期的目的。     

基于MAX038的超声波发射电路设计

介绍了一种用于无损检测的超声波发射电路,以MAX038和单片机为核心器件,辅以DA数模转换器、高速运算放大器以及逆变电路,实现了低成本、高精度、频率连续可调的超声波发射电路。     

超声波电机推挽式驱动电源的设计制作

超声波电机的工作原理及其驱动控制方式不同于传统的电磁电机。针对超声波电机的驱动特点和要求,本文运用推挽式逆变电路设计制作了一套简单实用的超声波驱动电源,该电源输出频率、输出电压都可在较宽的范围内调整。实际测试结果表明该电源性能稳定,能够满足两相或单相超声波电机的驱动要求,达到预期目标。     

超声探伤仪收发电路的改进研究

针对现有超声探伤系统电路复杂、设计成本高的缺点,提出了一种以12 V电源供电的超声谐振发射电路,设计实现了以谐振接收、差分可变增益放大以及峰值保持的回波处理硬件电路设计。系统采用2.5 M超声探伤传感器。实验表明,系统性能稳定,精度高,成本低,有广阔的应用前景。     

可编程的低频高能超声波收发系统设计

低频高能超声收发电路系统是为解决粗晶材料中含有空隙时,声波能量高衰减造成无法检测与达不到规定检测深度而设计的。该电路系统主要由发射电路、接收电路和发射接收转换电路三部分组成。通过可编程器件STC89C52可改变激励脉冲频率、相位和数目,以根据需要产生kHz级低频超声,结合双极性脉冲变压电路可产生高激发能量。实践表明:该电路系统可用于声衰减高的接触式无损检测场合,同时电路具有高Q值和高灵敏度,抗干扰能力强等特点。     

基于Digital-PWM方法的超声马达驱动控制电路设计

介绍了超声马达脉宽调制驱动原理,阐述了数字脉宽调制思想和实现方法,设计出一种带有数字脉宽调制接口的超声马达驱动电路,实验验证了电路输出驱动信号的性能。     

基于FPGA的背照式CCD47-10驱动电路设计

针对背照式CCD47 - 10的驱动时序要求,提出以FPGA作为时序发生器的驱动电路设计方案.通过对时序分析,完成时序发生器、电压偏置电路、驱动器3个模块的硬件电路设计.使用VHDL语言进行逻辑电路设计,实现电路控制、参数配置以及驱动时序产生.最后通过成像实验,对驱动电路性能进行分析.实验表明,该电路能驱动CCD47 - 10在两种模式下稳定工作,满足CCD47 - 10的应用要求.     

超声马达的驱动与控制技术研究进展

从马达的驱动与控制技术的角度,介绍了国外在超声马达驱动电路与控制技术方面的最新研究成果,分析了驱动电路与控制技术的组成及特点,指出了超声马达驱动电路与控制技术今后的研究方向。