Lamb波氣體多參數(shù)傳感器測(cè)試技術(shù)研究.pdf

1、Lamb波傳感器是基于Lamb波的一種超聲波傳感器，具有高靈敏度、低損耗、多模式特性，已展示出十分廣闊的工業(yè)應(yīng)用前景。目前研究表明，Lamb波傳感器的中心頻率會(huì)隨流經(jīng)氣體的流速、濕度或溫度的改變而發(fā)生偏移。但到目前為止，國(guó)內(nèi)外還沒(méi)有一種可以自動(dòng)獲取Lamb波傳感器中心頻率的測(cè)量?jī)x表。Lamb波傳感器的測(cè)試大多還是基于網(wǎng)絡(luò)分析儀，需要人工讀取測(cè)試結(jié)果再進(jìn)行處理，才能獲得被測(cè)參數(shù)的實(shí)際測(cè)量結(jié)果，這在很大程度上限制了Lamb波傳感器的實(shí)際工業(yè)

2、應(yīng)用。此外，Lamb波傳感器還需要一套氣體測(cè)試裝置，以測(cè)試傳感器對(duì)氣體流速、濕度和溫度的測(cè)量性能。然而，現(xiàn)有的氣體調(diào)節(jié)裝置主要針對(duì)氣體的溫度和濕度，無(wú)法實(shí)現(xiàn)氣體流速、濕度和溫度三參數(shù)獨(dú)立調(diào)節(jié)，不能滿足Lamb波傳感器氣體多參數(shù)性能測(cè)試的要求。
　　針對(duì)Lamb波傳感器性能測(cè)試的需要，本文研制了一種數(shù)據(jù)采集儀樣機(jī)，自動(dòng)獲取Lamb波傳感器多個(gè)模式的中心頻率，并搭建了一套氣體測(cè)試裝置，為L(zhǎng)amb波傳感器提供一個(gè)氣體多參數(shù)（流速、濕度和

3、溫度）的測(cè)試平臺(tái)。
　　本文主要內(nèi)容和貢獻(xiàn)如下:
　　(1)對(duì)Lamb波傳感器信息的自動(dòng)快速獲取方法進(jìn)行了研究，將頻率掃描技術(shù)與峰值快速搜索方法相結(jié)合，提出了一種快速獲取傳感器信息的方法。基于該方法，設(shè)計(jì)并實(shí)現(xiàn)了掃頻信號(hào)源模塊、幅相檢測(cè)模塊和控制模塊，制作了數(shù)據(jù)采集儀樣機(jī)。利用該樣機(jī)，對(duì)Lamb波傳感器進(jìn)行了多個(gè)模式的頻率掃描實(shí)驗(yàn)和峰值搜索算法驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，所研制的數(shù)據(jù)采集儀樣機(jī)是有效的。
　　(2)設(shè)計(jì)并實(shí)

4、現(xiàn)了Lamb波傳感器氣體測(cè)試裝置，包括流速模塊、濕度模塊以及溫度模塊。采用單變量調(diào)節(jié)的方式，對(duì)所設(shè)計(jì)的氣體測(cè)試裝置的參數(shù)調(diào)節(jié)能力進(jìn)行了測(cè)試。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，氣體測(cè)試裝置能夠?qū)崿F(xiàn)氣體流速、濕度和溫度的分別調(diào)節(jié)，驗(yàn)證了所搭建的氣體多參數(shù)測(cè)試平臺(tái)的有效性。
　　(3)將數(shù)據(jù)采集儀樣機(jī)和氣體測(cè)試裝置相結(jié)合，在不同氣體狀態(tài)（流速、濕度或溫度）下，對(duì)Lamb波傳感器進(jìn)行了測(cè)試，實(shí)現(xiàn)Lamb波傳感器氣體多參數(shù)測(cè)量，檢驗(yàn)了傳感器性能，并驗(yàn)證了所研制