一种新颖超声换能器

该产品系一种非金属材料,如混凝土、耐火材料、岩石等超声控制中所用的换能器,频率约50KH_z～200KH_z,结构新颖,灵敏度高,抗干扰好,信噪比高.这种换能器为一组合排阵结构,由发射探头中间的孔内发射,增强换能器指向性,提高信噪比.这种换能器是可逆的,可以互换.另外,选择了低Q值机电转换系数大的压电材料,并且在压电材料前后进行阻抗匹配使其到达一定带宽,获得一二周期信号的波形,应用于检测厚度在35cm以内的混凝土可获得较好的反射波.这种换能器可适用于反射波超声控制,例如检测混凝土厚度内部缺陷、检测高炉耐火材料厚度以及巷道喷射混凝土厚度检测等.实施时需电子测量设备,利用一     

超声波在流量测量技术中的应用

1　前言超声波是一种机械波 ,它方向性好 ,穿透力强 ,遇到杂质或分界面会产生显著的反射。利用这些物理性质 ,可把一些非电学量参数转换成声学参数 ,通过压电元件转换成电量 ,这样就可以通过超声波传感器进行无损探伤、测量厚度、流速、流量、密度及液位等。本文仅对超声波在流量测量技术方面的应用作以介绍。2　超声波的激发与接收超声波换能器也称为超声波探头 ,即超声波传感器。可以利用压电材料的逆压电效应制成超声波发射头 ,利用压电效应制成超声波接收头。由于压电效应的可逆性 ,在实际使用中 ,有时用一个换能器兼作发射头和接收头。…     

混凝土强度现场超声测试中的问题与修正方法研究

超声波法是根据超声脉冲在混凝土中传播的规律与混凝土的强度间存在一定关系的原理,通过测定超声脉冲的有关参数,然后依据测定的参数推断混凝土强度的一种检测方法。其检测原理是:超声仪产生高压电脉冲,激励发射换能器内的压电晶体获得高频声脉冲;声脉冲传入混凝土介质中,由接受换能器接收通过混凝土传来的声信号,测出超声波在混凝土中传播的时间和距离,算出超声波在混凝土中的传播速度。超声波的传播速度与混凝土的密实度有关,而混凝土的密实性又与其强度有一定关系:对于一定配合比的混凝土,强度愈高波速越大,反之愈小。影响超声测强的因素较多,有水泥品种及用量、骨料最大粒径、混凝土的含水率和混凝土的龄期等。     

用Radon变换建立曲界面方程

在均匀各向同性的三维半无限介质中,存在一个足够光滑的反射曲面C,其方程为: z=f (x,y),在圆点处设置发射换能器,在xoy平面上适当设置接收换能器阵,本文由接收到的反射PP波和SS波的震相,利用Radon变换理论和数学技巧,获得了曲界面方程. PP反射波随时间变化的波形函数,可以写为: A (t)=A_0(t)∫_σ∫h(x_1,y_1)dy_1,σ为接收换能器与xoy平面的接触面.被积函数为:     

一种测量超声波速度的方法

提出了一种测量超声波速度的方法。这种测量方法基于调节激发超声换能器电信号的频率。发射超声波的换能器与接收超声波的换能器正对着且共轴设置,数字示波器同时读取激发超声换能器的电信号和接收到的超声波信号,而且激发超声换能器的电信号被设置为参考信号,调节激发超声换能器的电信号的频率直到示波器显示的两信号波形重叠,记录此时电信号的频率。根据这两信号相邻两次重叠的频率差,计算得到超声波的速度。这种测量方法准确、快速,而且操作简单、方便。     

混凝土路面的超声测厚

1原理 如图1所示的T为发射探头,R为接收探头,用时间t、C:为待测棍凝土中声速则 AB=C:一t/2.(1) 超声波由压电晶体产生后,经有机玻璃楔型块,其入射角为a一,有机玻璃中声速为C,,混凝土中折射角为0,,由斯奈尔定律有 5 in、/sino,=C:/c- 由三角形几何关系得 L/ZL/I,L、,_八月5 ino,=.笔于~=于,‘I(于)“ D艺) ABZ/、、2‘一,当超声彼由发射探头发出到接收探头收到所以一:—!刁!D斤图1测厚原理图L2所以C:二 Cl5 ino: 1〔(工/2), 。,,〕万’(2)又因为,BZ一(静’ ”’·将上式代入(1)式,再利用式(2)关系,则有轰 Cz5 ino〔(乙/2), D,1月L…     

超声波非接触式距离检测系统

介绍了利用超声波传感器实现的非接触式距离检测系统。该系统可以用于制药设备的液位和物位的非接触式测量。介绍了超声波传感器原理及系统各单元的设计。系统采用了AT89C51型单片机作为主控制器,单片机发出的超声波,通过换能器发射出去,遇到被测物体后反射回来,计算此超声波从发射出到接收的时间差从而得出被测物体到测距仪的距离。利用单片机设定距离值和输出控制信号。最终距离用串行的方法在数码管上显示出来,可以直观地查看距离值,以实现测距、显示、输出控制信号的功能。并介绍了其硬件设计与软件流程。     

超声波在混凝土中传播的基本特性研究

发射换能器以一定重复频率间断地发射出一组超声脉冲,这就是超声脉冲波。超声脉冲波简称超声波,其特点是重复间断发射。脉冲波不具有单一频率而是所谓复频波。超声脉冲法简称超声法,是以强度与超声波在混凝土中传播参数(声速或衰减系数)等之间的相关关系为基础,通过试验建立强度与声速的关系曲线或经验公式,作为超声检测的基本换算依据。由于超声波可以穿透整个断面,因此能较全面的反映被测部位的混凝土质量。     

影响超声波换能器回波频率的因素及控制方法

在超声波换能器制造标准中规定超声波换能器的标称频率与其实际回波中心频率的误差不能超过±10%。在超声波换能器设计生产中,这是一个比较难以控制的指标。本文提出了用驻波理论设计出一个物理模型,将粘接后的保护膜与晶片看作一个整体,晶片中激发的超声波在这个整体中形成驻波。对给定频率的晶片可以用保护膜的厚度来控制探头的回波频率,减小保护膜的厚度,将提高探头回波中心频率,增加保护膜的厚度,将降低探头的回波中心频率。     

兽用超声多普勒诊断仪的研制

1 共横抑制技术仪器利用超声多普勒效应,检测出妊娠期胎畜心音和血流音,以此作为判断妊娠的依据。多普勒效应最基本的特征是接收信号频率的改变。所以,多普勒信号提取的主要手段就是将这种由于血流运动而产生的频率改变量检测出来。值得指出的是接收器上所接收到的信号并不单纯是一个具有频偏的调频信号。因为发射压电晶片和接收压电晶片靠得很近,发射信号总是有一部分经过电和声直接耦合到接收压电片上,假设发射压电片上发出Asinωt的超声波,接收压电片接收到运动着的血流中红血球的反射波为Bsin(ω_0+ω_0)t,其中ω_0为多普勒频移,而由发射压电片直接耦合过来的信号为Csinω_0t,如果忽略不计初相位,则接     

多极子阵列声波测井仪系统设计及现场测试

设计一种新型多极子阵列声波测井仪,该仪器是当前油田现场测井服务中的重要装备。仪器的整体结构由上电子短节、声系和下电子短节等3个相对独立的部分组成,声系由发射声系、隔声体和接收声系组成。发射声系包括单极换能器、交叉偶极换能器和四极换能器,阵列化的接收声系包括8组频率为0.5~30 kHz宽带接收换能器组,共32个接收换能器单元。主测控电子线路短节包括以DSP为核心的控制电路、数据采集电路、前置接收电路及井下低压供电电路等几部分。由发射逻辑控制器、供电电路、高压储能电路、驱动电路、高压激励电路和脉冲变压器构成高压脉冲激励源。通过分析测井资料实例,说明仪器测量的正确性;并表明了仪器具有好的一致性和重复性。     

声频谱测井仪器的研制和野外实验

研制成功的声频谱测井仪器在井下发射和接收三种频率的声波信号,其中发射和接收20kHz声波信号的声系有一个发射和四个接收探头,源距为2.1~2.568m,间距为0.156m;发射和接收40kHz声波信号的声系由一个发射和两个接收探头组成,源距1.0~1.5m,间距0.5m;发射和接收10kHz声波信号的声系由一个发射和两个接收探头组成,源距为2.168~2.668m,间距0.5m.用三种不同的频率的声波进行测量记录目的是获得井壁径向深度不同处介质的声学信息,而且不同频率的声波信号在岩石中传播过程中频谱变化也是井壁岩层的可用声学信息.在井下的信息采集、数据传输、地面记录和监控全部由计算机控制.该仪器已经在大庆油田的三口井中成功的进行了野外实验.     

微机控制超声多普勒法测量液体粘滞系数

硬件结构框图如下:Ⅰ为超声探头电路,采用陕西师大应用声学研究所研制的超声多普勒血流计,用来产生频移讯号.其中:1为发射电路,产生3MHz 的电汛号;2为组装在一块的发射、接收换能器。其中的发射换能器用来将1产生的电讯号转换为超声讯号,射向在液体中下落的小球;接收换能器则将由小球反射回来的超声讯号转换为相应的电讯号,送接收电路;3为接收电路.对接收换能器送来的电讯号放大、整形后送给差频电路;4为差频电路,     

超声波测量声速实验中谐振频率的确定

超声波测量声速中,接收换能器与发射换能器间的距离将影响谐振频率的确定。这种影响来源于接收换能器接收到的电压信号大小除了与发射换能器的谐振频率有关以外,还会受到两换能器之间距离与共振干涉条件的差别大小的影响。本文结合实验和理论定量定性的解释了这一问题,给出了清晰的,易于理解的物理图像。     

基于HC-SR04的超声波测距器的设计

利用超声波测距模块HC-SR04设计一种非接触式测距仪,以SST89E系列单片机芯片为核心处理器,单片机产生40kHz的方波,直接驱动发射器芯片,经超声波发射器发射出长约6mm,频率为40kHz的超声波信号,此信号能够被物体反射回来由接收端接收,接收端实质上是一种压电效应的换能器。测距器可提供2cm-400cm的非接触式距离感测,实测数据显示,测量精度较高,性能稳定。     

基于超声测距的随钻井径测量系统设计

 传统电缆测井的机械多臂井径仪在高速旋转的随钻条件下难以完成测量,而基于超声测距的随钻井径测量系统,具有利用超声测距的非接触、速度快、信息处理简单、抗干扰能力强等优点,通过采用3个换能器等角距圆周分布,在存在“偏心”时可有效测量井径以及井筒轴心到仪器轴心的距离矢量。本文借鉴国内外现有超声波随钻井径测量系统及技术经验,设计了以单片机为核心的模块化超声随钻井径测量系统。从超声换能器特性、硬件电路以及程序控制3个方面入手进行协同设计,精度高、具偏心修正功能。根据理论计算和超声换能器产品参数特点,采用1MHz的超声换能器进行测距。采用增益可编程的反射波信号检测电路,通过多次增益校正,使得首个反射波信号前沿被比较器捕捉到,把超声波传输时间检测精度提高到一个换能器振荡周期以内,有效提高了测距精度,实现高速高精度测量与井径计算,其测量精度达到毫米量级。     

利用微波驻波法测量石油中的含水率

本文提出了一种测量石油含水率(O～100％)的方法,即微波驻波法。对微波而言,油和水的波阻抗相差很大,其反射系数也相差很大。因此,当一束微波从同轴式天线探头发射到被测石油中,将按含水率的不同产生相应强度的反射。反射波经同轴式天线探头接收后与入射波迭加成驻波,即同轴线工作于驻波状态。利用固定于线上某一位置的检波器把它转换为电量,测量其值,便可确定探头所在处介质(石油)的含水率。     

泥浆池液位高度声检报警系统的温度补偿方法

本文报道的报警系统采用气介声纳回声测距原理,其声脉冲由换能器发射,经待测表面反射后。返回并被换能器接收.在测量中选一参考面,取作零点,设换能器的振动模片到参考面的距离为 Z,到泥浆液面的距离为 N,液面的高度为 F,则参考面到泥浆池底的总高度     

一种基于AT89C52的自动雨量站的研制

在超声探头(5P14)上施加一负电压脉冲信号,探头发出脉冲超声波,当遇到不同介质界面的时候超声波被反射,回波信号被超声探头接收,转换成脉;中电压信号,利用AT89C52单片机的捕捉功能来计算超声波回波与发射波之间的时间,进而计算出超声波在液体中传播的时间;利用数字温度计DSl820采集温度信号,用该信号可准确计算超声波的传播速度,实现对液位的精确测量。测量误差小于0．1mm(雨量小于10mm时),优于0．5％(雨量大于10mm时).     

岩块超声横波速度高精度测试方法试验研究

通过不同振动特性和直径的纵横波换能器,利用3种超声波速度测试方法对不同内部结构的大样品进行测试精度研究。试验结果表明:大块岩石横波速度的超声测试精度会受到岩石内部结构和测试方法的影响;垂直透射法可以获得较高测试精度的横波速度,剪切横波也可以得到岩石的非均质性和各向异性程度的信息;间接测试法只能用横波换能器才可以进行横波速度测试,测试到的是岩石横波的平均速度,受岩石内部结构和换能器振动特征的影响,间接法的测试精度会有较大的误差,选用合适的频率和小直径换能器,并增大发射能量可以提高间接法的横波速度测试精度。