复杂工况下超声波液位测量系统的设计

阐述了超声波液位测量系统的基本组成;重点说明了一种满足复杂工况测量要求的超声波液位测量仪的设计,包括新型驱动电路,发射电路与接收电路之间的接口电路和信号处理电路等;提出了单探头超声波测量系统中减小盲区的方法;介绍了基于AVR系列单片机的智能化超声波液位测量系统,以及数据处理算法和温度补偿。经过测试,仪表实际测量误差为0.2%~0.8%,能够满足工业现场超声波测量的需要。     

高精度分体式超声波温度测量仪研究

传统的温度测量仪在较宽的测量范围内无法保证稳定的高精度测量,针对此种不足,设计了一种高精度分体式多声道超声波温度测量仪.该温度测量仪利用超声波测温技术,以被测物体作为传播媒介,在传播距离确定的条件下,通过测得超声波在介质中的传播时间间接测得介质的温度.分体式多声道的结构设计使温度测量准确有效,同时降低了传感器材质在耐高温、耐腐蚀方面的限制要求.基于FPGA的快速处理电路以及细分插补算法,使传播时间的测量分辨率优于纳秒级,确保实现分辨率优于0.001℃的高精度温度测量.     

基于超声波技术的人体身高测量仪的设计

利用超声波技术设计了一种非接触式人体身高测量仪.以单片机为控制器,设计了超声波的发射和接收电路,完成了上位机通信,并在VB环境中进行微机测量和监控,完成了温度补偿电路的设计,并完成了相应的软件程序.实验结果表明:该仪器简洁便利,智能化与测量精度较高,可靠性高,可较好地应用于非接触式身高测量.     

高温高压下超声波检测水泥石强度的研究

本文应用超声波检测方法对高温高压下水泥石强度的测量进行了研究,详细介绍了超声波测量水泥石强度及相关弹性模量的过程和测量仪的设计.实验结果表明,本文采用的测方法与常规测量方法相比它能够连续动态测量水泥从浆体到硬化的强度变化以及弹性变化.     

超声波互相关流量测量技术及应用综述

超声波相关流量测量方法,在解决“困难”流体流量的测量中显示也巨大潜力。目前,互相关渡越时间的测量精度已达到百发之几,超声波传感器应用于流体流速的测量时,系统精度主要受流体的性质和流场分布的影响。本文总结了超声波互相关流量测量仪表涉及到的技术问题,介绍了该方法在不同场合的应用和应注意的问题。     

顶板高位定向钻孔正向多级大直径扩孔技术

顶板高位定向钻孔是煤矿井下采动卸压瓦斯治理的重要手段,受钻进装备限制,顶板高位定向钻孔一次成孔直径小,需孔群布置才能达到良好的抽采效果。针对该问题,开发了先施工定向先导孔、再利用钻机回转钻杆带动孔内扩孔钻头对先导孔进行分级增扩的顶板高位定向钻孔正向多级大直径扩孔技术。基于等转矩原理分析确定了扩孔直径级配参数,研制选配了螺旋刀翼型组合式扩孔钻头、高强度高韧性扩孔钻杆、大功率定向钻机、高压大流量泥浆泵车等钻进装备。在山西晋城无烟煤矿业集团有限责任公司寺河矿W1304工作面进行现场试验,结果表明采用正向多级大直径扩孔技术可使顶板高位定向钻孔直径由96mm增大至153mm,工作面回采期间回风最大瓦斯体积分数为0.47%,直径153mm钻孔瓦斯抽采流量为直径96mm钻孔的近3倍,瓦斯抽采效果显著。     

多功能混合料摊铺机料位超声波测量系统设计

采用微控制器P87C591作为主控芯片,研究并设计了一种新型多功能混合料摊铺机的料位超声波测量系统,实现了混合料摊铺厚度的实时检测与控制;该系统采用超声波脉冲回波测量方法测量摊铺料厚度,利用温度传感器DS1624测量环境温度,通过软件对温度引起的测量误差进行补偿;给出了系统的硬件设计和测距软件流程图,实验结果表明:该系统测量精度高,误差小于2 mm,具有较强的实用价值.     

智能超声波位移测量仪的研究

介绍了智能超声波位移测量仪的工作原理和结构,并对该仪器性能进行了实验测试和误差分析,它具有测量精度高、反应速度快、使用方便等特点。     

便携式液位测量仪的研制

便携式液位测量仪以集成锁相环路解码器LM567作为超声波检测元件,以89C2051单片机作为主控元件,可用干电池供电.介绍了超声波液位测量的原理、电路及测控程序.用超声波测量液位具有非接触、可测量低温介质、无可动部件、长寿命等优点;以LM567作为超声波检测元件降低了系统的价格,提高超声波捕捉能力;采用单片机来控制超声波的发射与接收,并且经温度补偿后计算出液位,使检测具有更高的智能性.对由于超声波声速变化及LM567输出延时引起测量误差的原因作了详细的分析,并提出了提高调整波速精度及调整输出延时的措施.     

一种基于超声传感器的三维坐标测量方法

提出一种基于超声传感器的低成本三维测量方法.该方法采用一个超声波发射端和多个超声波接收端的组合,通过超声测距原理获得发射端到多个接收端的距离,从而计算超声波接收端的空间三维位置;在超声波三维测量方法的基础上,推导了基于最小二乘法的三维位置反演算法,搭建了基于FPGA的测量硬件系统并进行了实验研究.实验结果表明:坐标估计的绝对误差小于20 mm,重复性较好,测量精度有进一步提高的空间.     

超声波测距误差分析

介绍了超声波测距的原理以及环境对测量准确度的影响,分析了测量误差产生的原因。阐述了仪器设计时超声波传感器的选择、计数频率的确定及盲区对测量的影响,指出了提高测量准确度的途径,重点阐述了利用软件修正误差的方法,使仪器达到了设计指标,满足了工业测量的实际需要。     

交替测量式掘进机定位系统误差建模与分析

交替测量式掘进机定位技术在多次交替测量过程中会产生累计测量误差,从而影响掘进机定位精度。目前主要围绕单次测量误差产生原因、误差分布规律及误差减小方法展开研究,未有针对多次交替测量误差分布规律的研究成果。通过分析交替测量式掘进机定位系统工作原理及定位过程,构建了掘进机定位误差模型。采用作图法验证误差模型的正确性,结果表明作图法与误差模型得到的定位误差基本一致,二者仅存在10^-3数量级误差。通过误差模型研究了角度测量误差、测距误差、推移步长及掘进机与测量平台间距对掘进机定位误差的影响,结果表明:角度测量误差越大,定位误差曲线的曲率越大,即误差增大越快,且Y_T轴定位误差增大速度远大于X_T轴;测距误差对X_T轴定位误差影响较大,测距误差越小,初始X_T轴定位误差越小,但误差变化速度不受影响;随着推移步长增大,Y_T轴定位误差曲线曲率增大,即Y_T轴定位误差增大速度加快;掘进机与测量平台间距和推移步长对掘进机定位误差的影响基本是等效的。采用正交试验方法分析了各因素对掘进机定位误差的影响程度,结果表明:测距误差对X_T轴定位误差影响最大,其次为角度测量误差,推移步长和掘进机与测量平台间距影响最小且二者影响程度一致;角度测量误差对Y_T轴定位误差影响最大,其次为推移步长和掘进机与测量平台间距且二者影响程度一致,测距误差影响最小。通过极差分析方法得到了降低定位误差的最优参数组合。     

火炮身管壁厚差超声测量中的误差源分析

壁厚差是衡量炮管质量的一个重要指标,通过将超声技术用于火炮身管壁厚差测量,可以较大地提高火炮身管的加工精度。通过对测量过程中的误差源进行分析,找出相应的消除措施,可以将测量精度提高到0.1mm。     

基于虚拟仪器的超声信号测量及测距研究

为更好地进行目标探测,利用虚拟仪器技术设计了超声信号测量系统,介绍了系统的构成和各模块工作原理。测距是目标探测的关键技术,重点从信号处理的角度,在分析传统超声射程时间TOF测量算法的基础上,提出了两种基于包络的改进算法,并利用LabVIEW软件来实现。最后利用超声信号测量系统完成超声波信号的采集、存储,回波信号的特征和幅值分析、测距分析等实验,结果表明该系统能对超声信号进行直观信号分析处理,测距准确,为后期目标识别提供了基础平台。     

超声波测距仪的设计

介绍了利用微处理机控制单元 (MCUmicroprocessorcontrolunit)控制的超声测距仪的原理 :由MCU控制时间计数 ,计算超声波自发射至接收的往返时间 ,从而得到实测距离。给出了系统构成、电路原理及程序设计。并且在数据处理中采用了温度补偿和修正量的调整。此系统具有易控制、工作可靠、测距准确度高和流程清晰等优点。     

车辆防碰预警系统的设计

介绍了一种以ATmega16单片机为控制核心的车辆防碰预警系统,提出了解决收发一体式超声波测距电路难题的新方法;由于温度对超声波波速的影响,增加了温度补偿电路来消除误差;设计的自动增益控制(AGC)电路,有效地解决了回波信号过于微弱而导致系统测量误差加大的难题;在此基础上,设计了相应的超声波测距系统的软件;对系统进行了测试,如主要试验参数:灵敏度、测距、频率等;并将所测数据与实际数据进行了对比;结果表明,该预警系统具有较高的测量精度。     

电极长度超声波实时测控系统研究

在电极挤压成型过程中,实时测量电极的长度是确保大规格电极生产质量的一项关键技术。设计与开发了基于可编程超声波精密传感器,以工控机为核心,利用MCGS组态软件作为开发平台的电极长度实时测控系统。根据超声波TOF（Time of Flight）测距原理,测量电极端面到传感器之间距离,计算电极的挤出长度,并以电极长度为反馈量,实时控制电极挤压速度,实现电极剪切的零速定位。克服了液压系统大惯性,电极原料内部张力、原料配方波动和加热不均匀等因素造成的电极长度误差。实际运行表明,系统可靠、有效,电极长度误差小于10mm。     

相邻金属孔间壁厚现场检测系统关键技术的研究

相邻金属孔间的壁厚测量以往都是根据镗床加工过程中的进刀量计算得出,精度较低.本文提出了一种应用电容传感器对两个金属孔间壁厚在线检测的系统.基于电容传感器,研究了电容测头的电场边缘效应的影响及保护环的宽度选择,设计了测量孔壁的电容测厚传感器进行差动测量.系统由两个距离确定的电容差动测厚传感器、测量电路、A/D接口及软件组成的.对壁厚2 mm,孔径3 mm的相邻金属孔壁厚的测量实验显示,误差达到0.3 μm.系统属于非接触测量,无需修正测头及工件变形误差.此系统测量精度高,测量速度快,操作方便,全套仪器便携,是解决相关壁厚现场精密检测问题的好方法.