浅析超声波位置传感器的原理及应用

超声波是频率超过人耳听觉频率极限机械波的总称,它可以在气体、液体、固体中传播。超声波位置传感器是利用超声波的特性研制而成的传感器。本论述以检测技术中主要采用的压电式液位计为例,详细分析和阐述了它的结构特点、详细工作原理和应用。     

相关法高抗干扰超声波距离测量中的信号处理

提出了一种建立在信号模型基础上的高抗干扰超声波距离测量相关法。通过对超声波传感器频率特性的分析而求得一个十分简单的超声波匹配电中。为了降低所处理的信号频率采用了调制与解调技术。由于伪随机二进制信号PRBS和超声波传感器的特性，可用方波载波信号来有效地代替正弦波载波信号。还描述了用于提高采样频率的线形内插法和用于抑制分散回声的均值法。     

超声波传感器谐振规律的实验研究

由于晶体超声波谐振子泛音的存在，谐振频率点并不唯一。而超声波测量系统频率的选择至关重要。为确定用于流量测量的超声波传感器的谐振频率，设计了实验测试方案，即用函数信号发生器给发射传感器输入幅度相同、频率不同的方波激励信号，用示波器观测接收传感器输出信号，记录接收探头随频率递增时，幅度较大极值点所对应的频率。然后，以数据拟合的方法寻求晶体超声波谐振子各谐振频率点分布的规律。实验结果表明：根据这些幅度较大极值点寻求的谐振频率点分布的拟合线，基本符合一般极值点对应频率的分布规律，反过来证明了研究所得的该种传感器谐振频率点分布规律的正确性，这为流量测量中超声波频率设定提供依据。     

CPLD在超声波传感器驱动控制电路中的应用

针对超声波应用系统易受噪声干扰以及超声波信号的空间衰减现象影响，从而要求超声波传感器工作在其最佳特征的特点，论证了驱动脉冲信号的控制精度对传感器工作特性的影响，给出了传感器驱动信号脉冲宽度与传感器频率之间的最佳关系式，提出了采用复杂可编程逻辑器件（ＣＰＬＤ）产生传感器驱动控制信号的方法，将该方法应用于一超声波流量计测量系统中，得到了比传统型单片机控制电路更好的控制精度和控制效果。     

用于电力变压器局部放电定位的超声波相控阵传感器的研制

针对电力变压器中局部放电的准确定位问题,将超声波相控阵技术引入局部放电定位中.基于超声波相控阵理论,考虑在运行变压器中的应用环境,在对传感器各个组成部分的材料及特性进行综合分析的基础上,研制成功了16×16阵元的平面超声波相控阵传感器.该传感器具有阵元数多、尺寸小、定位精度高及可适用于高温液体中的优点,适合于放入变压器内部进行信号的接收,传感器单个阵元中心频率为150kHz,带宽为100kHz.使用压电声源和油间隙放电等模拟实验对阵元的性能进行了实测,结果表明,该传感器能够对局部放电产生的超声波信号进行灵敏接收.实验室中的模拟定位实验结果表明,该传感器适用于对变压器中局部放电的定位.     

多频段超声波发生系统应用研究

在超声波植物萃取领域,不同的植物药材对超声波的频率要求不同,且频率是影响提取率大小的重要因素,而传统的超声波发生系统,其工作频率受功率换能器固有谐振区窄带宽的影响,一般只具有一个工作频率。对此,本文提出利用多频换能器切换的方法构建了多频段超声波发生系统,并设计了软件锁频以及最大电流跟踪的复合控制策略,实现了自动查找换能器谐振点及自动频率跟踪的功能,依据换能器电流反馈来调整输出功率及阻抗匹配网络,实现动态响应不同特性的超声波换能器。通过实际实验,验证了整个超声波系统多频段高效工作的可行性。     

用于油中局部放电定位的超声相控接收阵传感器的研究

基于超高频和超声波相控接收阵的局部放电定位法,研制了16×16阵元的相控超声波接收平面阵传感器.使用相控阵理论对该传感器的特性进行了理论分析,模拟实验表明,在变压器中能接收到局部放电产生的超声波频带内,阵元的接收性能是良好的.以触发压电超声波源的电脉冲信号作为时间基准,对单一的和2个同时发射的、用以模拟油中局部放电的压电超声波源进行了定位实验.结果表明,利用该传感器对压电源的定位在传感器正法线处的系统误差小于2%,且能在一次检测中实现多超声波源的定位,故该传感器可以用于变压器中局部放电的定位.     

超声污水流量测量的数学建模及影响因素分析

基于超声波多普勒效应的原理通过建立多普勒法测量污水的数学模型,全面分析推导了超声波发射、接受过程中的传导公式,实现了测量多普勒频移来获得了流速^([1])、流量的数学公式。在研究多普勒法超声波传输理论的基础上,根据声波动方程的推导分析了超声波信号在介质中的传播衰减特性,得到超声信号的传播衰减特性与介质密度、介质粘度、颗粒尺寸大小和超声波频率有关。通过使用MATLAB软件对超声波在污水模拟介质中衰减进行数值模拟仿真知道,污水的颗粒尺寸、密度和测量使用的超声波频率对超声波回波幅值有重要的影响,很好的印证了理论研究结果。     

石英谐振式力传感器的温度特性及其自补偿

石英谐振式力传感器的温度特性是实际应用中一个需重点考虑的性能参数。本文通过分析石英晶体谐振器在基频谐振与三次谐波振动下所表现出的不同频率——温度特性，对石英谐振式力传感器的相应温度特性进行了分析研究，并提出了传感器温度特性的自补偿方法。实验结果表明，同时测量同一传感器在不同振动模式下的频率，可在一定精度上实现传感器工作温度的自测，从而可在不另增加测温元件的条件下实现传感器温度特性的补偿。     

基于89S52的超声波测距仪设计

采用超声波传感器设计了一种非接触波测距仪,该系统以89S52为核心处理器产生40kHz振荡频率作为超声波发射信号,采用集成电路CX20106A作为超声波信号接收芯片,同时计算超声波行驶距离并在LCD上实时显示,具有蜂鸣器报警功能,通过仿真及实物调试后,改设计测量精度较高,性能稳定特点。     

基于MSP430单片机的倒车雷达设计

本文详细介绍了一种基于MSP430单片机的超声波脉冲测距预警倒车雷达系统。该系统以空气中超声波的传播速度为确定条件,利用反射超声波测量待测距离。论文介绍了超声波传感器的原理以及特性,并且在此基础上提出了系统的总体构成。针对测距系统发射、接受、检测、多路控制、显示部分的总体设计方案进行了论证。     

超声波对酿酒酵母诱变作用的初探

通过利用现有超声波仪器对酿酒酵母进行诱变作用试验,初步探讨了超声波对酿酒酵母致突变的因果效应.试验结果表明,在相同的时间内,超声波频率越高对试验菌株的致死率越高;同一频率,超声波辐射时间增加也可使试验菌株的致死率增高,同时经过诱变处理后的菌株其生理生化特性也有变化.     

超声波原理与现代应用探讨

超声波是频率高于2000HZ的声波,在传播过程中具有方向性好、功率大、穿透性强,会引起空化作用等特点。文章结合超声波原理及其在传播过程中特性,着重分析探讨了超声波在现代军事运用、医疗技术、生活服务业及一般工业的应用,并对其在未来的发展进行了展望。     

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.     

传感器在环自动泊车仿真测试系统设计

针对智能网联汽车自动泊车功能实车测试成本高、周期长、重复性差问题,基于硬件在环及计算机数值模拟仿真技术,以自动泊车传感、控制系统为主要测试对象,搭建实验室环境下传感器在环自动泊车仿真测试系统,借助美国国家仪器公司(National Instruments,NI)软硬件实时平台、CarMaker虚拟仿真场景软件模拟仿真自动泊车交互场景、车辆底盘动力学特性及超声波传感器特性,集成开发摄像头视觉注入板卡、超声波物理回波仿真板卡仿真模拟传感器物理信号,虚实结合构建了完整的传感器在环自动泊车测试验证环境.以某车型实车带自动泊车功能的智驾控制器、超声波传感器为被测对象,搭建垂直停车位场景对仿真测试系统进行测试验证,仿真实验结果证实测试系统能够为自动泊车提供安全、高效的测试验证平台,助力自动泊车控制算法开发.     

利用新型超声波传感器测定空气绝热系数实验

利用新型传感器及测试技术，通过相位比较法测定一定频率超声波的波长和波速，进而测得空气的绝热系数。     

发动机光纤爆震传感器的结构分析

汽车发动机在工作时,因使用燃料不当、载荷突然加大或点火提前角调整不当都会引起爆震燃烧.目前使用的磁致伸缩式传感器响应速度较慢,而压电传感器的高频响应特性好,但其低频响应特性较差.本文介绍一种光纤爆震传感器,具有响应速度快,频率范围宽,可实现精确控制的特点.分析了这种光纤爆震传感器的具体结构,并对其进行了理论探讨.     

双弯曲行波旋转型超声波电机的设计

根据超声换能器的原理及设计理论,研究圆柱定子双弯曲行波型超声波电机的驱动机理及设计方法.分别测试激励频率、驱动电压和预压力对超声波电机样机转速特性的影响.结果表明,输入信号频率偏离谐振频率越大,转速下降越多,频率可调范围较小,同时电机转速对输入信号频率变化较为敏感;电机的输出转速随驱动电压变化趋势有明显的近似线性关系;预压力对超声波电机的输出特性有较大的影响.     

拉曼-纳斯声光衍射性质研究

本文研究激光通过超声光栅形成的拉曼-纳斯声光衍射,发现衍射级次的出现随超声波频率的改变而呈现周期性的变化,然后从理论上分析这种周期性变化的形成机理。实验结果给出:拉曼-纳斯声光衍射的一级衍射角是一固定值。当超声波频率的改变范围不大时,一级衍射角不随超声波频率的改变而改变。这与理论预期有偏差,理论上给出衍射角与超声波频率有关。这一发现对声光效应在光束偏转等方面的应用有重要的意义。     

称重传感器夹具动态特性分析(修改)

针对称重传感器误差标定装置中传感器夹具发生受迫振动问题,采用基于模态叠加法的谐响应分析技术,对传感器夹具的动态特性进行了研究。基于模态、谐响应分析理论,求解得到称重传感器夹具的动态响应特性。研究结果确定了对称重传感器夹具动态性能影响最大的模态频率,并将仿真结果与模态试验数据进行了对比;经过谐响应分析得到了夹具正常工作状态下夹具材料力学性能与谐振频率之间的关系。研究结论可为称重传感器夹具的优化设计提供一定的理论参考。