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文檔簡(jiǎn)介
1、超聲檢測(cè)是一種應(yīng)用較為廣泛的技術(shù),在醫(yī)學(xué)檢測(cè)、流體測(cè)量中有其獨(dú)特的優(yōu)勢(shì),超聲波在流體中傳播時(shí)不會(huì)破壞流體的流場(chǎng),沒有壓力損失,同時(shí)若將檢測(cè)元件置于管道外壁,可以避免與流體直接接觸。應(yīng)用于兩相流測(cè)量的超聲檢測(cè)技術(shù)涉及多方面的問題,本文就其傳感器機(jī)理進(jìn)行研究與設(shè)計(jì)。
超聲傳感器的研究主要包括對(duì)其激勵(lì)信號(hào)的設(shè)計(jì)以及接收信號(hào)的處理,課題創(chuàng)新點(diǎn)主要體現(xiàn)在將線性調(diào)頻編碼信號(hào)應(yīng)用于超聲傳感器測(cè)量系統(tǒng)中,同時(shí)采用脈沖壓縮技術(shù)對(duì)接收信號(hào)進(jìn)行
2、處理,并通過實(shí)驗(yàn)方法擬合出水中單個(gè)氣泡直徑與接收傳感器損失電壓間的關(guān)系曲線。線性調(diào)頻信號(hào)有著較大的時(shí)間帶寬積,以其作為傳感器激勵(lì),可以使發(fā)射信號(hào)具有較高能量,同時(shí)與脈沖壓縮相配合,提高了系統(tǒng)距離分辨力和信噪比。
課題主要從以下三方面進(jìn)行研究:
1通過仿真研究調(diào)頻信號(hào)、脈沖壓縮特性,包括調(diào)頻信號(hào)不同時(shí)寬、帶寬對(duì)系統(tǒng)性能影響,脈沖壓縮形式、脈沖壓縮效果以及調(diào)頻激勵(lì)、脈沖壓縮與傳感器的匹配研究,得出調(diào)頻信號(hào)時(shí)間帶寬
3、積越大,脈沖壓縮效果越好;脈沖壓縮可以有效提高系統(tǒng)信噪比;為了進(jìn)行旁瓣的抑制,需要在脈沖壓縮基礎(chǔ)上進(jìn)行加權(quán)函數(shù),旁瓣的抑制是以犧牲主瓣峰值、主瓣寬度、信噪比為代價(jià)。
2設(shè)計(jì)了基于FPGA的超聲傳感器信息檢測(cè)系統(tǒng),利用FPGA設(shè)計(jì)了頻率、相位可調(diào)的線性調(diào)頻編碼信號(hào),根據(jù)仿真結(jié)果選擇匹配濾波器及Kaier窗函數(shù)進(jìn)行脈沖壓縮處理。
3采用圓管模擬單個(gè)氣泡,利用靜態(tài)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證所設(shè)計(jì)傳感器性能優(yōu)劣,通過所擬合出的圓棒直徑
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