低噪声回波测距系统的电路设计与系统分析

描述了超声波脉冲回波测距系统的基本组成,重点研究了超声波测距系统中的低噪声问题,设计了分时和分区的开关隔离式超声波发射和接收电路,彻底切断了发射电路和其他电干扰信号对接收电路的影响.低噪声"能量球"的设计,极大地提高了回波的信噪比,实现了超声波低功率发射条件下的信号稳定接收.同时介绍了软件滤波器在超声波的智能化低噪声处理方面的应用.     

连续窄带调频超声波测距方法

传统的连续调频超声波系统尽管具有平均输出功率高的优点,却需要使用宽带超声波传感器.本文提出了一种连续窄带调频的超声波测距方法.此方法的一个重要特点是,通过窄带调频技术,可用普通的超声波传感器取代宽带超声波传感器应用于传统的连续调频超声波系统中.     

基于遗传算法和高斯牛顿法的超声回波信号参数估计

在超声回波信号参数估计中,如果高斯牛顿法选取的迭代初值接近参数向量的真实解,则容易找到最优解;如果初始值远离最优解,则高斯牛顿法不收敛或者只收敛到局部最优解。针对高斯牛顿法对迭代初值敏感的问题,提出了遗传算法和高斯牛顿法结合的参数估计方法。该方法充分利用遗传算法善于进行全局搜索和高斯牛顿法善于进行局部快速搜索的优点,首先使用遗传算法求出超声回波信号的参数初值,然后利用这组初值进行高斯牛顿法迭代搜索。仿真结果表明,基于遗传算法和高斯牛顿法相结合的方法,具有收敛速度快、精确度高的特点。     

应用于超声测距的小波变换滤波算法

有效的滤波算法是提高超声测距精度的关键之一。小波变换具有时频联合分析的能力,采样点处的各级小波系数反映了其频率成分的分布情况。该文提出了一种基于小波变换的超声回波滤波算法。对原始数据进行离散二进小波变换,然后将各点的小波系数同理想回波信号的小波系数进行相关运算,利用得到的相关系数区分噪声和回波所在区段,然后对噪声的小波系数进行收缩处理,从而实现滤波。利用该算法对自制的超声测距装置采集到的回波数据进行了滤波处理。结果表明:其滤波效果要优于经典的小波阈值法,信号信噪比提高了6～9dB,数据中混有的大幅值噪声得到了有效抑制。     

基于单片机的超声波测距系统

介绍了一种基于单片机的超声波测距系统，采用了相关计数法的超声波测距原理，给出了电路原理图和软件设计流程图及实验结果，实验结果验证了本系统具有成本低、精度高、电路简单以及抗干扰性好等优点，可以广泛地应用于一些中小规模的测量系统。     

基于精确块仿射投影算法的回声抵消系统

针对回声抵消器的原理和特点，采用精确块仿射投影算法，设计了一个使用数字信号处理器实现算法的回声抵消系统。最后给出了仿真结果。改进后的算法提高了稳健性以及自适应辩识系统的稳定性和可靠性。     

压电陶瓷换能器在超声波测距仪中的应用

文章介绍了超声波测距的原理,论述了超声波测距仪的主要部件——压电陶瓷换能器的结构设计。证实将振子设计成压电陶瓷和金属片的矩形粘合片的形式,可实现与空气声阻抗良好的匹配。并当谐振频率为36kHz时,弯曲振动模式产生的超声场呈扇形,使所发射的超声波在空气中的传播效率较高,满足了仪器对检测范围、精度和灵敏度的要求。     

Research on intelligent ultrasonic thickness measurement system applied to large area of hull

For a ship in service,seawater corrosion is unavoidable.In order to ensure navigation safety and master the steel plate thickness in service ship,thickness of the ship steel plate must be tested periodically by a scientific method.After consideration of an actual situation of thickness measurement,the bearing mechanism of ultrasonic thickness meter probe has been designed on the basis of wall-climbing robot,and preliminary experiments have been carried out.The device is mainly used for thickness measurement of a large area of ship hull plate when the docking ship has been sandblasted.Efficiency and safety can be improved to finish thickness measurement by using the device.     

一种精密测量超声波传输时间的方法

针对超声波传输时间精密测量的要求,提出了一种精密测量超声波传输时间的方法.该方法以高分辨率高精度A/D和高速FPGA作为硬件核心,保证了超声波回波信号采样数据的高分辨率和实时性.精密测量超声波传输时间的软件算法综合了整个超声波回波信号采样数据,利用细分插补算法精确计算超声波传输时间的终点时刻,保证了超声波传输时间测量的高精度.实验表明,该方法能够在不增加生产成本的前提下,达到ns级,乃至ps级的超声波传输时间精密测量.