Lamb波氣體多參數(shù)傳感器測試技術(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，國內(nèi)外還沒有一種可以自動獲取Lamb波傳感器中心頻率的測量儀表。Lamb波傳感器的測試大多還是基于網(wǎng)絡(luò)分析儀，需要人工讀取測試結(jié)果再進(jìn)行處理，才能獲得被測參數(shù)的實際測量結(jié)果，這在很大程度上限制了Lamb波傳感器的實際工業(yè)

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

3、溫度）的測試平臺。
　　本文主要內(nèi)容和貢獻(xiàn)如下:
　　(1)對Lamb波傳感器信息的自動快速獲取方法進(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?；谠摲椒ǎO(shè)計并實現(xiàn)了掃頻信號源模塊、幅相檢測模塊和控制模塊，制作了數(shù)據(jù)采集儀樣機(jī)。利用該樣機(jī)，對Lamb波傳感器進(jìn)行了多個模式的頻率掃描實驗和峰值搜索算法驗證實驗。實驗結(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)計并實

4、現(xiàn)了Lamb波傳感器氣體測試裝置，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，對所設(shè)計的氣體測試裝置的參數(shù)調(diào)節(jié)能力進(jìn)行了測試。實驗結(jié)果表明，氣體測試裝置能夠?qū)崿F(xiàn)氣體流速、濕度和溫度的分別調(diào)節(jié)，驗證了所搭建的氣體多參數(shù)測試平臺的有效性。
　　(3)將數(shù)據(jù)采集儀樣機(jī)和氣體測試裝置相結(jié)合，在不同氣體狀態(tài)（流速、濕度或溫度）下，對Lamb波傳感器進(jìn)行了測試，實現(xiàn)Lamb波傳感器氣體多參數(shù)測量，檢驗了傳感器性能，并驗證了所研制