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。     

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。     

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。     

基于单片机的超声波测距系统

用单片机控制超声波的轮流发射,并且通过单片机记录和读取发射超声波和接收到回波的时间差,进而计算出测量的距离。     

基于超声波技术的纸粗糙度测量的研究

提出一种用超声波实现对纸粗糙度测量的新方法,根据超声波回波的特性,建立了纸表面粗糙度和回波输出电压的数学模型.讨论了小波变换与多尺度边缘检测之间的关系,提出了用离散二进小波变换进行宽带回波的边缘待征提取的方法,实现了对回波信号的精确提取,空气中回波实测数据的结果验证了这种方法的有效性.     

Unscented Kalman滤波的流量测量研究

将UKF滤波用于超声波流量测量,使用UKF滤波算法来处理超声波回波信号,得到回波信号的包络线,并且将包络模型的参数作为UKF处理的状态向量。根据流量测量的特点改进了UKF滤波运算过程,给出了UKF迭代开始和结束的条件。最后在Matlab上仿真UKF的性能及收敛速度,证明UKF是有效的和容易实现的。     

测量人体温度的双脉冲超声波传感系统

介绍了一种用于测量人体温度的双脉冲超声波传感系统 ,重点叙述了双超声波探头的设计。通过系统实验获取了超声回波信号 ,结果表明该传感系统完全满足设计要求。     

超声波扩孔测量仪的设计

介绍了超声波扩孔体积测量的基本原理,利用超声波在空气中发射和接收回波的时间差来测距,通过旋转或者纵向移动步进电机,逐步测量扩孔体积和形状;阐述了超声波扩孔测量仪的硬件系统和软件设计,并给出一个例子:在弱风化石灰岩上钻取若干个Ф12 mm×750 mm的炮孔,把铁棍测量器与超声波测量仪测量的参数对照,得出结论:超声波扩孔测量仪的实际测量误差接近超声波扩孔测量仪所要求的误差±5mm。     

基于包络拟合法的FPGA超声测距系统设计

针对普通超声测距系统精度低、速度慢的问题,提出了一种全硬件实现的FPGA超声测距系统。将最小二乘法的二次曲线拟合算法应用于超声回波包络拟合,完成回波信号的数字信号处理和距离的测量。采用硬件描述语言在Altera公司的EP2C70F896C6上实现,在4 m范围内测距误差小于±1 mm。该系统具有精度高、运算速度快的特点,并具备很强的功能扩展性,可扩展到超声探伤、超声成像等领域。     

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 .     

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。     

一种高精度超声测距系统的设计

介绍了超声波测距的原理,分析了超声波测距产生误差的原因,设计一种高精度超声测距系统.提出通过确定回波前沿以计算渡越时间,实时测量环境温度修正超声波传播速度,以提高超声波测距精度的方法.在此基础上,设计了超声波测距系统的硬件和软件.实验结果验证了本系统具有精度高的优点.     

一种高精度超声测距系统的设计

介绍了超声波测距的原理,分析了超声波测距产生误差的原因,设计一种高精度超声测距系统。提出通过确定回波前沿以计算渡越时间,实时测量环境温度修正超声波传播速度,以提高超声波测距精度的方法。在此基础上,设计了超声波测距系统的硬件和软件。实验结果验证了本系统具有精度高的优点。     

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.     

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.     

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。     

大曲面工件的超声测量技术研究

为了解决航空航天领域大曲面工件的数字化测量难点,采用单个超声探头脉冲反射法对大曲面工件的外形进行测量,获得了工件表面的形状特征数字化信息.试验结果表明,该测量方法具有测量范围大、成本低,速度快和工作可靠等优点,满足了大曲面工件精确测量的要求.