超声波检测技术在工业测量中的应用

为了使人们对超声波测量有一个概括性的了解,本文简单综述了超声波检测技术在工业测量上的应用,介绍了超声波在测量声速、厚度、衰减系数、液位、流量、温度等方面的应用,并指出了超声波测量的研究方向。     

超声波流量计测量原理分析与研究

超声波流量检测技术是今年来流量检测中的一个亮点，文章对超声波流量计测量的主要原理与方法进行了比较深入的分析，同时给出了较为常用的声循环测量的基本方案，并讨论了声速对测量结果的影响。     

基于虚拟仪器的超声测厚仪的研制

运用虚拟仪器技术,结合超声波发射/采集卡开发了一种新的超声波测厚仪,并设计了自动测厚算法,测量结果表明:新的超声波测厚仪能够自动、精确地完成厚度测量.     

浅谈油田动液面软测量

本文将两种自适应算法与传统AOSVR相结合,提出了一种改进的AOSVR,该方法能够在线更新SVR模型,同时还能对惩罚参数、不敏感函数参数以及核函数参数进行实时调整,从而提高算法的自适应能力及预测量精度。通过实验表明基于AOSVR的油田动液面软测量方法可以在油田动液面测量中加以应用。     

污水处理厂大口径污水流量测量方式选型分析

通过实例介绍了多普勒超声波流量计在大口径污水流量测量的优越性。     

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。     

基于超声波的污水流量测量系统的设计

针对工业污水流量的测量问题,提出一个基于超声波的污水流量测量系统。通过对污水流量的测量原理的分析,设计出了基于超声波的流量测量系统。该测量系统结构简单,测量精确度高,功耗低,适应性强,能在恶劣环境中工作,而且温度对系统造成的误差通过温度补偿技术减小了。     

迈克尔逊干涉仪在超声光栅中的应用

介绍了超声光栅的形成原理,针对利用该现象测量声速的困难,讨论了用迈克尔逊干涉仪测量波长原理制作的测量超声波波长的辅助测量装置来测量超声波波速的方法。该方法能够更加清晰地观测衍射图样的变化,提高了测量的精度。另外给出了实验方法和结果。     

利用超声波检测流量的高精度系统

讨论了超声波在流体内传播过程中流速补偿问题，建立了流量测量的数学模型，并给出测量系统的结构框图。针对超声检测流量中的流场分布情况，采用高电压窄脉冲信号触发超声波发射电路、高频振荡计数与相敏检波相结合的高精度在线检测方法提高测量的精度，并利用系统内存储的测量环境数据和实际测量时的温度对测量结果进行补偿，保证测量的稳定性；分析了测量误差来源以及消除误差的方法。     

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。…     

一种船用超声液位传感器的优化设计模型

针对一种船用超声液位传感器数学建模和多目标优化设计的问题,提出了一种基于等效电路和遗传算法的优化设计方法.将电-力-声类比的方法应用到建模中,由此建立了传感器的等效电路模型,并推导出传感器频率和输出特性参数的相关方程.在等效电路模型的基础上,以压电陶瓷尺寸、保护膜厚度和工作间隙为设计变量,以输出电压的峰-峰值和信号特征值为优化目标,建立了超声液位传感器的多目标优化模型.采用遗传算法(GA)进行优化计算,并利用MATLAB和GA优化工具箱进行求解.实例分析表明,优化后传感器性能得到了显著提高,数值计算结果和实测结果吻合良好,从而证明了等效电路模型的准确性.     

超声液位传感器有限元模型及其声学特性分析

运用ANSYS有限元软件建立超声液位传感器有限元模型,利用其谐波响应、瞬态响应分析技术分析了超声液位传感器声学特性．阐明了超声液位传感器声学特性分析的有限元理论,给出了建模过程若干关键问题的解决方法．研究了保护膜厚度、材料及压电元件的电学品质因数对传感器声学特性的影响,并通过实验验证了谐振频率和最大发射电压响应的仿真计算结果的合理性．由此可见,所建立的分析模型可较准确地对超声液位传感器的声学特性进行仿真模拟,为该传感器的优化设计提供了一种有效的方法．     

解吸用声化学反应器的设计与标定

针对溶液中气体解吸的使用特点,自行设计了一套频率、功率、温度、溶液高度等可控的声化学反应器.采用量热法作为检测手段标定声化学反应器超声功率,研究柠檬酸溶液高度、温度和溶液浓度对实际分散在溶液中的超声功率的影响.结果表明,分散在柠檬酸溶液中的超声功率在液位为8 cm时最大;柠檬酸溶液初始温度升高,分散在溶液中的超声功率直线下降;柠檬酸溶液浓度对分散在溶液中的超声功率影响较小.应用所设计的声化学反应器可大大提高柠檬酸盐溶液中二氧化硫的解吸率,5 h时,超声辐射的解吸率要比无超声时高25%.     

一种最优码宽的Barker码超声测量技术研究

超声编码发射技术是一种有效的提高超声测量精度的方法。本研究通过实验验证,提出了在超声测量中,采用最优码宽的13位Barker数字编码激励并结合匹配滤波解码压缩的方法替代传统的单脉冲激励的方法,通过对回波信号能量压缩以及对测量系统的优化,并且在实验的基础上加入渡越时间的修正量,形成了新的超声液位测量技术,并通过实验进行验证。仿真和实验结果表明,液面静止状态下,巴克码激励方式渡越时间修正前与修正后测量绝对误差比单脉冲激励方式分别最少减小0.631mm和1.617mm;与传统的单脉冲测量在分辨率、信噪比等方面比较,编码激励技术能有效地改善超声测量的精度,具有较强的实际应用价值和市场前景。     

利用变液面法改善超声清洗效果的研究

根据波的叠加原理及清洗槽内驻波场形成的特点,通过在一个半波长行程内多次改变液面高度来对物件进行“扫描”式清洗。用铝箔空化腐蚀的方法检验清洗效果。实验结果表明,这种方法能有效地改善物件的超声清洗效果,提高清洗质量。     

超声液位传感器的等效电路模型及其仿真分析

将电-力-声类比方法应用到超声液位传感器的建模中,建立了超声液位传感器的等效电路模型,并借助傅里叶变换和逆变换推导了传感器的频率响应和瞬态响应关系式.对关键结构参数进行了分析,结果表明：压电元件厚度与谐振频率成反比;机械品质因数会影响超声液位传感器输出电压信号的峰-峰值和余振特性,选用机械品质因数为700左右的压电陶瓷,可以兼顾传感器输出信号峰-峰值与余振特征;通过优化工作间隙,输出电压峰-峰值提高了40%.     

响应面法优化地榆原花青素超声提取工艺

以乙醇为提取剂,采用超声辅助法对地榆根中原花青素提取工艺进行研究.在研究地榆根粒度、液料比、超声功率、超声时间、提取次数等单因素对花青素提取率影响的基础上,运用Box-Behnken中心组合试验和响应曲面法分析了液料比、超声波功率、超声时间3个因素对原花青素提取率的影响,并优化了提取工艺.结果表明:超声辅助对地榆根中原花青素提取的最佳工艺条件为液料比30.81∶1(m L∶g),功率320 W,时间42.97 min,在此工艺条件下,地榆根原花青素的提取率为4.86%.     

一种新的采用LFM波的超声液位测量技术研究

超声是液位测量的主要技术之一,但传统的超声液位测量技术在测量准确性等方面还存在不足.研究表明优化系统发射波形可以明显提高测量的准确性和距离分辨力.采用线性调频(linear frequency modulated,简称LFM)波形发射及回波信号能量压缩、优化测量系统、引入渡越时间修正量,形成一种新的超声液位测量技术,并进行实验验证.实验结果表明:液面静止状态下,线性调频波激励方式渡越时间修正前与修正后的测量绝对误差比单脉冲激励方式最少减小分别为0.595 mm和1.52 mm;液面波动状态下,线性调频波激励方式渡越时间修正前与修正后的测量均方误差比单脉冲激励方式最少减小分别为0.487 mm和1.39 mm.     

超声清洗自动线清洗系统设计与控制

介绍了超声清洗自动线清洗系统的设计与控制方法,着重讨论了超声发生器及换能器参数的确定、清洗液温度的控制、液位的控制等几个关键技术问题.     

五味子木脂素超声循环提取工艺条件的优化

采用超声循环提取的方法从五味子中提取五味子醇甲等木脂素类有效成分,考察溶剂、超声时间、超声功率、液固比和温度对提取工艺的影响.结果表明采用85%的乙醇作为提取溶剂,在单因素实验的基础上通过正交实验得出最佳工艺条件:超声功率500,W,超声时间10,min,温度30,℃,液固比20,五味子木脂素提取率达到80.84%.