超聲傳感精密測量方法及應(yīng)用研究.pdf

1、超聲波檢測方法作為一種非接觸式測量方法，以其具有不易受光照、電磁場、以及被測物體顏色影響的特性而被廣泛應(yīng)用于軍事導(dǎo)航，冶金鑄造工藝，流量檢測等領(lǐng)域，其傳播時間的精密測量是超聲波檢測方法的物理基礎(chǔ)。而如何提高超聲波近距離檢測的時間分辨率、如何有效提取遠距離檢測時極其微弱的超聲波信號成為現(xiàn)階段的主要研究內(nèi)容。
　　 為此，針對上述問題，本文提出了差分單頻可控脈沖相移法用于測量超聲波微小時差，時差分辨率可達2ns，并將其應(yīng)用于超聲波熱

2、量表的流量檢測，可以改善小流速下限性能，提高流量計量儀表量程比。同時針對超聲波遠距離測量時信號微弱難以檢測的問題，采用了非線性測量方法（混沌檢測方法）提升檢測精度。
　　 本文的主要工作有以下幾個方面:
　　 1)在分析了常用超聲波微小時差測量方法的基礎(chǔ)上，針對流量檢測當(dāng)中超聲波信號較強，提出了差分單頻可控脈沖相移法的微小時差測量方法，并介紹了功能電路的實現(xiàn)，本方法時間分辨率可達2ns。
　　 2)研制了基于上述

3、方法的小口徑低功耗超聲波熱量表樣機，包含流量計量、溫度檢測、紅外通信、數(shù)據(jù)存儲、空管檢測、M-bus通信、無線通信、液晶顯示等功能。設(shè)計了樣機硬件系統(tǒng)、MSP430下位機軟件，并在工業(yè)現(xiàn)場的校表裝置上對樣機進行了標準化測試，測試得到0.02m/s下限流速，上限流速達5m/s，并在設(shè)計上能測到更大的流速。
　　 3)針對遠距離情況下超聲波信號極其微弱甚至被淹沒在噪聲當(dāng)中難以檢測的問題，提出了基于耦合混沌同步系統(tǒng)的遠距離超聲波時差測