超聲傳感精密測(cè)量方法及應(yīng)用研究.pdf

1、超聲波檢測(cè)方法作為一種非接觸式測(cè)量方法，以其具有不易受光照、電磁場(chǎng)、以及被測(cè)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(cè)等領(lǐng)域，其傳播時(shí)間的精密測(cè)量是超聲波檢測(cè)方法的物理基礎(chǔ)。而如何提高超聲波近距離檢測(cè)的時(shí)間分辨率、如何有效提取遠(yuǎn)距離檢測(cè)時(shí)極其微弱的超聲波信號(hào)成為現(xiàn)階段的主要研究?jī)?nèi)容。
　　 為此，針對(duì)上述問(wèn)題，本文提出了差分單頻可控脈沖相移法用于測(cè)量超聲波微小時(shí)差，時(shí)差分辨率可達(dá)2ns，并將其應(yīng)用于超聲波熱

2、量表的流量檢測(cè)，可以改善小流速下限性能，提高流量計(jì)量?jī)x表量程比。同時(shí)針對(duì)超聲波遠(yuǎn)距離測(cè)量時(shí)信號(hào)微弱難以檢測(cè)的問(wèn)題，采用了非線(xiàn)性測(cè)量方法（混沌檢測(cè)方法）提升檢測(cè)精度。
　　 本文的主要工作有以下幾個(gè)方面:
　　 1)在分析了常用超聲波微小時(shí)差測(cè)量方法的基礎(chǔ)上，針對(duì)流量檢測(cè)當(dāng)中超聲波信號(hào)較強(qiáng)，提出了差分單頻可控脈沖相移法的微小時(shí)差測(cè)量方法，并介紹了功能電路的實(shí)現(xiàn)，本方法時(shí)間分辨率可達(dá)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(jī)，包含流量計(jì)量、溫度檢測(cè)、紅外通信、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)、空管檢測(cè)、M-bus通信、無(wú)線(xiàn)通信、液晶顯示等功能。設(shè)計(jì)了樣機(jī)硬件系統(tǒng)、MSP430下位機(jī)軟件，并在工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)的校表裝置上對(duì)樣機(jī)進(jìn)行了標(biāo)準(zhǔn)化測(cè)試，測(cè)試得到0.02m/s下限流速，上限流速達(dá)5m/s，并在設(shè)計(jì)上能測(cè)到更大的流速。
　　 3)針對(duì)遠(yuǎn)距離情況下超聲波信號(hào)極其微弱甚至被淹沒(méi)在噪聲當(dāng)中難以檢測(cè)的問(wèn)題，提出了基于耦合混沌同步系統(tǒng)的遠(yuǎn)距離超聲波時(shí)差測(cè)