冻土测试用1-3、2-2复合宽带超声换能器及其系统

本文研制成功一种冻土测试用５００ｋＨｚ纵波、横波１－３、２－２复合宽带换能器。其灵敏度高、频带宽,声阻抗低,很适于冻土力学特性测试。文中介绍了换能器的结构及相应测试系统特性,并仅１０ｐｓ的延时时间和在零度以下气温的条件下,料测了多种水量冻结兰州黄土试块的纵、横波声速。     

钻铤缺陷超声自动检测系统的设计

目前大多数钻铤生产企业在对钻铤内部缺陷检测时,都存在检测效率低下和漏检严重的问题;为此设计了一套钻铤缺陷超声自动检测系统,极大地提高了钻铤缺陷检测的效率,降低了对钻铤缺陷的漏检和误判;提出了适用于大口径厚壁管材缺陷检测的方法,即多探头综合判伤法,该方法有着很好的通用性,使得整套系统在对钻铤进行内部缺陷检测时达到很高的灵敏度;同时还给出了钻铤超声检测系统的硬件框图;提出了适合于工程应用的超声信号处理方法,并通过计算机软件编程将钻铤内部缺陷的位置和类型以图形界面方式展现在用户面前;本套系统在实际应用中取得了较好的效果。     

杨氏模量、切变模量测量的通用传感器

利用磁致伸缩原理和脉冲回波声速测量方法成功地设计了杨氏模量与切变模量测量的通用新型超声弹性模量传感器。实验验证,使用该传感器可以方便地测量材料的杨氏模量和切变模量,且测量不确定度低,准确度优于现有方法。该传感器的研制为弹性模量的测量提供了一种方便快捷、经济有效的测量方法。     

基于超声波技术的固体料位测量研究

固体料位和液位测量是工业上常用的手段。由于固体物料堆放的顶部表面通常不是绝对水平的,因而其料位不便于测量。针对传统测量方法不便解决的问题,该文提出了一种新的利用超声波技术的测量方法。该方法的提出,有助于解决工业生产中固体料位测量的问题。并进一步对影响超声波测量精度的回波问题进行了深入研究。     

一种基于超声阻抗和回波能量的液位检测方法

针对超声波液位检测方法中,传感器和容器壁间的耦合度不佳所带来的稳定性和可靠性降低的问题,提出了一种基于阻抗法并利用回波能量来实现液位检测的方法.该方法利用液位上下方气液介质的阻抗不相等的特性,计算和比较两个接收传感器所接收到的回波能量之间的差异,以此来确定液位的位置.实验结果表明,该方法能够有效地克服因耦合条件不佳所带来的问题,检测精度满足应用需求.     

基于工业机器人的超声换能器回波自动测量系统设计

针对医用超声换能器回波测量中存在的自动化水平低、测试人员主观判断对结果产生很大影响等问题,基于工业机器人设计了一套超声换能器回波自动测量系统。详细阐述了回波自动测量系统设计思路,对系统构建的关键——自动对位功能的实现方案进行了对比分析,在Matlab环境中开发了完整的参数设置、自动对位和回波采集与处理程序,对自动对位算法进行了详细描述。试验结果表明该系统达到了设计指标,灵敏度测量的偏移系数小于0.5%,能够满足日常工作中的测试需要。本工作为医用超声换能器研发、生产全流程的智能制造打下了良好的基础。     

超声弹性模量测量中声时测量精度的提高方法

超声脉冲回波法是一种高精度的弹性模量声速测量法。实验测定由声耦合界面引起声时测量相对误差达0. 3%,延时相对误差在0. 2%左右。为减小声时测量误差,提高超声脉冲回波法弹性模量的测量精度,采用了台阶轴试样,避免了由声耦合界面引起的声时测量相对误差;利用试样后端面的二次回波,变相的改变声程,消除了由各种延时引起的声时测量误差。     

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。     

小波分析在超声回波测量中的应用

利用小波变换的时频局部化性质,对超声回波弱信号特征进行提取,得到了较好的边缘信号,从而对信号进行全面细致的分析.用LabWIEW采集系统和小波软件算法验证了这种方法的有效性.实验结果表明:这种小波分析方法适合于超声回波信号的检测和特征提取,在改善了信噪比的同时,还保持了很高的时间(空间)分辨力,具有准确度高、抗噪声性能好等优点,并将该技术应用于水中距离测量,提高了系统测量的准确度.     

气体超声流量计回波信号的自适应阈值法研究

时差法超声波流量计常采用双阈值法确定特征点,测量到达特征点时间,从而计算渡越时间。相比于单阈值法,双阈值法一定程度上提高了流量计的准确性,然而超声回波信号在传播时易受到温度、压力以及换能器特性的影响,导致双阈值法在一定工况下特征点产生错误判断。针对此问题,本文提出了一种自适应的双阈值方法并设计硬件电路。该方法可在较低的采样频率下获得回波信号各个波峰幅值,实时更新第一阈值,判断特征点是否一致并进行自动补偿,从而提高渡越时间的测量精度。最终实验结果表明,与传统双阈值法相比该方法具有较好的适应性和计量特性。     

基于DEM的雷达地杂波仿真

地杂波仿真是雷达仿真系统的重点和难点.文中研究了基于高程数据模型的地杂波仿真问题.对利用分形算法产生随机地形的高程数据做了简要概述,并说明了如何对高程数据做平滑处理和着色.在高程数据的基础上,把地面分割成很多散射特性已知的简单的几何散射面单元,详细讨论了利用雷达方程和解析几何的思想计算每个单元的地杂波的功率,然后采用叠加原理对各个单元的功率进行叠加,实现整个地面的地杂波的计算,最后利用OpenGL技术进行着色和显示.上述方法的实验结果取得预期效果,基本符合工程需要.     

超声波测距回波信号处理方法的研究

在分析超声波测距系统回波信号处理存在问题的基础上,提出了两种提高测量精度的回波信号处理方法.采用了时间增益补偿技术和峰值时间检测技术,可正确检测超声波回波的到达时间.经反复试验,在50 cm～5 m的测量范围内,测距精度可达到0.5%,且测量重复性较好.两种方法的采用,提高了超声波测距系统的测量精度.     

基于自干涉驱动技术的超声波飞行时间测量系统优化设计

超声波飞行时间测量极易受到噪声的干扰而影响检测精度.针对这一难点,利用幅值、相位调节技术驱动超声波换能器产生白干涉发射波形,通过相位检测预判接收信号到达时间,结合双阈值拟合算法计算飞行时间.该系统以信号处理器DSP为核心,采用CPLD完成高精度数字相位检测.与传统的超声波飞行时间阈值检测方法相比,该系统具有测量精度高、抑制噪声干扰等优点.     

基于PIC12C508单片机的超声测距系统

介绍一种基于PIC12C508单片机的超声波测距系统，给出了系统的设计和分析，进行了测距实验和数据分析。该系统可以用在汽车倒车雷达，机器人控制等自动控制领域。     

SSAL算法优化的超声波测距系统

传统的超声波测距系统只是对系统进行简单的滤波,即简单地进行多次测量后取平均值,这样难免会出现传感器误测的情况,导致最终的测量误差很大,引发误判.针对以上问题,本文对传统的超声波测量方法进行了改进,设计了基于SSAL算法的超声波测距系统.实验结果表明,经SSAL算法对返回的信号进行处理,大大减少误判情况的发生,从而得到精确的返回数值,提高了测量精度.     

超声波测距的模糊控制泊车系统模型设计

设计了一种基于超声波测距的自动泊车系统模型。首先对小车运动模型进行分析,结合实际设计垂直、平行、斜行三种泊车模糊控制器,并且在Matlab的Simulink中分别进行仿真验证。采用超声波测距技术、视频采集技术等来获取周围环境数据,按照实际车辆和车库的大小,通过等比例缩放设计小车模型和车库模型,并把验证通过的模糊控制器转换为C代码,嵌入到飞思卡尔K60主控制板中进行自动泊车可行性测试。经测试,当模型车的航向角在-32°~+32°范围内时,实现了模型车在0.92倍标准大小模型车库内的自主泊车。     

数字式超声波气体流量计的信号处理及改进

利用超声波测量气体流量具有非接触、安全、精确度高等优点。介绍了基于DSP的超声波气体流量计的工作原理及硬件设计框架;针对其接收信号弱、工作环境噪声强的特点采用相关法分析,并分别从时域和频域阐述了相关法的原理和算法;在保证精度的前提下提出了算法改进措施以提高其实时性,并给出了板上调试的具体实例;首次提出利用回波法求基准波的方法;针对不同系统的要求提出了三种提高精度的措施。以上方法成功应用于仪表设计中。     

基于ARM的嵌入式超声传播时间测量装置

应用超声波检测技术进行检测时,通常需对超声波在介质中的传播时间进行精准的测量,为精准测量超声波的传播时间,设计了一套基于ARM的嵌入式超声传播时间测量装置;该装置电路运行稳定,成本低廉,采用多次测量结果取算术平均值的方法以减小随机干扰,采用参比方法放置接收探头以消减电路中电子器件的延时;通过对实验结果进行分析,得出该装置可精准测量超声波在实验试块中的传播时间且满足设计要求,分辨率约为一纳秒。     

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。