超声波气体流量计的标定

本文简要介绍了超声波速差气体流量计的性能,及利用调温调湿风沿和煤气厂储气柜对直径为φ７００ｍｍ的大口径超声气体流量计进行喷嘴法的体积法要示定的原理,过程及测量结果。     

时差法超声波流量计测量精度的补偿方法

超声波时差法测量精度的提高,不仅使流量计的测量值更加准确,更能满足工业生产监控的智能化及自动化的需求.文中对时差法流量计的测量原理以及影响因素进行分析,结合超声波接收原理,设计了过零检测电路结构,并在顺逆流的时间差的测量问题上,应用互相关算法,完成对时间测量的自补偿.实验结果显示:在采取以上补偿方法后,能有效改善流量计...     

C波段新型渡越管模拟研究

 在三腔渡越管的基础上设计了一种工作在C 波段的新型低阻轴向六腔渡越管,其阻抗为15 Ω左右,采用同轴输出。该器件采用大面积发射阴极,无须外加磁场,结构简单紧凑。采用2.5维PIC软件对该器件进行了2维数值模拟,在输入电压为483 kV、电流为32.5 kA的条件下,输出微波平均功率达到3.0 GW,主频为3.75 GHz,微波模式为TEM模。微波功率效率大于19%,比普通低阻抗器件有明显提高。     

Flow acoustics modelling and implications for ultrasonic flow measurement based on the transit-time method

A comparison between three mathematical models frequently used in flow acoustics is presented and discussed with respect to ultrasonic flow-meter performance based on the transit-time method. The flow-meter spoolpiece geometry is assumed to be a cylindrical pipe. Semi-analytical calculations employing the Frobenius power series expansion method are shown for the cases of a constant-, linear-, parabolic-, and cubic-flow profiles although the Frobenius method presented can be applied to any smooth flow profile. It is shown that the so-called deviation of measurement, often used as a measure of the flow-meter accuracy, is strongly dependent on the acoustic mode excited and the flow profile. Furthermore, differences with respect to deviation of measurement results exist among the three mathematical models analyzed.     

基于超声波飞行时间的温度测量系统实验研究

超声波测量技术具有速度快、成本低、测量范围广等优点,广泛应用于多种工业领域。为满足工业中对温度测量的需求,本文提出了超声波温度测量系统。本系统基于超声波的传播速度与环境温度的关系,以STC12单片机作为系统硬件电路控制核心,采用幅度和相位调制的矩形波作为发射波,实现在恒温箱空气介质中固定距离下的超声波飞行时间的测量,以此确定介质的平均温度。测量数据由单片机传输到上位机进行处理和显示,并与恒温箱热电偶测得的温度对照,验证实验结果。实验结果证明本系统可以准确测量温度,温度范围约在35℃—90℃。     

微机化超声螺栓轴向应力仪的原理与误差分析

本文提出用沿轴向纵波声时差以测螺栓的轴向应力，推导了声时差与应力的关系．利用声时差测螺栓轴向应力，能克服耦会误差”“，同时还能克服温度引起的伸缩及波速变化的声时误差·本文还导出并且从实验上测出了，只与螺栓材料有关，而与螺栓的夹紧长度，直径，总长无关的常数，简化了测量过程．经实验测定，在夹紧长度大于30mm，应力低于240MPa时，应力最大误差小于±4MPa．本文还分析了声时，夹紧长度测量误差所导致的应力误差．     

基于超声波飞行时间的空气温度场重建

利用超声波在空气中的传播速度会随着空气温度的变化而变化这一特点,可测得空气中不同温度下的平均速度场,进而重建空气中的温度场。提出了一种非对称布置超声波传感器重建二维温度场的方法,在被测温度场周围布置8个收发一体的超声波传感器,并将被测温度场划分为24个小区间,以得到超声波通过每个小区间的平均温度值,以该温度值作为小区间中心点的温度并进行插值,从而重建整个被测区域的温度场。     

基于ARM的嵌入式超声传播时间测量装置

应用超声波检测技术进行检测时,通常需对超声波在介质中的传播时间进行精准的测量,为精准测量超声波的传播时间,设计了一套基于ARM的嵌入式超声传播时间测量装置。该装置电路运行稳定,成本低廉,采用多次测量结果取算数平均值的方法以减小随机干扰,采用参比方法放置接收探头以消减电路中电子器件的延时。通过对实验结果进行分析,得出该装置可精准测量超声波在实验试块中的传播时间且满足设计要求,分辨率可达一纳秒。     

速差法超声波气体流量计的原理和校准

本简要地介绍一种利用超声脉冲沿顺、逆流方向上传播速度之差来测定气体流速及流量的新的微机化超声波气体流量的工作原理，以及它在内径为７００ｍｍ，流速在３－１３ｍ／ｓ范围内的校准结果，实验结果表明该微机化超声气体流量计的测速精度优于±２％。     

速差法超声波气体流量计的原理和校准

本文简要地介绍一种利用超声脉冲沿顺、逆流方向上传播速度之差来测定气体流速及流量的新的微机化超声波气体流量计的工作原理，以及它在内径为700mm，流速在3—13m＼s范围内的校准结果．实验结果表明该微机化超声气体流量计的测速精度优于±2％．     

An ultrasonic transducer transient compensator design based on a simplified Variable Structure Control algorithm

A non-linear control method, known as Variable Structure Control (VSC), is employed to reduce the duration of ultrasonic (US) transducer transients. A physically realizable system using a simplified form of the VSC algorithm is proposed for standard piezoelectric transducers and simulated. Results indicate a VSC-controlled transmitter reduces the transient duration to less than a carrier wave cycle. Applications include high capacity ultrasound communication and localization systems.     

斜射式超声波跨金属厚壁无线通信系统

跨金属无线传输是超声波通信的重要应用场景之一。实际应用中超声波在金属/超声波换能器界面处因反射而造成回波干扰是这类通信系统的天然缺陷。尽管利用回声消除技术能一定程度地克服回波干扰,但这需要调用大量电路硬件或计算资源。该文在超声波跨金属厚壁通信系统中摒弃传统的直射式探头而选用入射角为45°的斜射式探头作为超声波发射和接收换能器,由于斜射式探头偏转了超声波在金属信道内的反射路径,从而大幅降低换能器接收到的回波。在不进行回波消除的前提下,以STM32为主控芯片和自制信号调理电路搭建了一套斜射式超声波跨金属厚壁无线通信系统,同时将之与选用直射式探头作为超声波换能器的通信系统进行对比验证。研究表明,在接收信噪比方面斜射式系统(19.52 dB)远优于直射式系统(9.24 dB),在穿透60 mm的厚铝板时系统实时通信速率达到1.2 Mbit/s,并可实现实时声频传输。     

超声波防除积垢节能技术及设备开发

传热设备的积垢问题一直是人们急于解决的一大难题，不仅影响热能利用和生产正常运转，而且会降低产品质量，增加生产成本。通过机理研究、室内试验和工厂试验，揭示了超声波防除积垢的机理，筛选出最佳的声场参数，研制出一种新型的超声波防除积垢设备，室内试验和工厂试验结果表明，超声波技术不但可以防止新垢的产生，而且可以有效地去除已有积垢，显著地提高蒸发系统传热系数和生产能力，可停止使用化学清洗剂，从而延长传热设备使用寿命，避免污染环境，该技术有可能广泛地应用于制糖工业、化肥工业、制浆造纸工业等诸多领域。     

基于模拟退火算法的超声回波参数估计

本文应用模拟退火算法来改进超声回波模拟问题。仿真结果表明，该算法不需计算梯度，与初始选择值无关，并可在较大范围内搜索。从而避免了应用高斯-牛顿迭代法模拟超声回波的缺陷，即解决了选择的初始值只有在真实值附近才能迭代出最优解的问题。     

Wavelet based noise suppression technique and its application to ultrasonic flaw detection

The noise suppression techniques with wavelet transform (WT) are widely used in non-destructive testing and evaluation (NDT&E), especially in ultrasonics. Complete reconstruction theory with hard or soft thresholds, reconstruction technique based on the singularities of noise and signal, matched filter with an impulse response, and optimal frequency-to-bandwidth ratio of wavelet technique have all been used to analyze ultrasonic signals for noise suppression. But a more simple and effective technique has been pursued for decades. This paper develops a new technique using WT for the right purpose. In this work, WT is treated as a band-pass filter whose central frequency and frequency bandwidth (CF&FB) are determined by the spectra distribution of an ultrasonic signal captured from real testing situation. For the purpose of matching their CF&FB well, a technique for evaluating the optimal scale of a daughter wavelet is carried out too. By acting this daughter wavelet as a band-pass filter, we can obtain excellent de-noising results, even when the signal to noise ratio (SNR) is below -18 dB. The performance of the technique has been done by ultrasonic signals with computer generated white noises. Finally, the experimental verification is performed on a pipeline specimen with man-made small flaws with good results obtained. The results show that the technique is more suitable for processing heavy noised ultrasonic signals, and it can also be used in automatic flaw detection.     

特殊几何构件超声衍射时差法技术有限元模拟

衍射时差法(Time of flight diffraction,TOFD)技术是一种能够探测和精确测量缺陷尺寸的新型超声无损检测方法,针对该检测方法具有缺陷检出率高、缺陷定位定量精度高等优点。本文采用商业有限元软件ABAQUS,对汽包筒体与球形封头不等厚对接和超高压水晶釜两种特殊几何构件进行了超声TOFD技术的二维数值模拟研究,分析了超声波在这两种构件中的传播特性和规律。经分析从构件表面不同位置接收到的波型,当构件中存在损伤时,通过接收损伤所引起的衍射波,可判断构件中是否存在缺陷。模拟结果表明能够将超声TOFD技术应用于这两种特殊结构的压力容器构件,可扩大超声TOFD技术的应用范围。     

多传感器数字超声成像方法研究

论文介绍了Multi-SAFT超声成像原理,利用Multi-SAFT算法。对试块成像,得到了具有较高分辨率和拟合度的图像。     

Broadband terahertz ultrasonic transducer based on a laser-driven piezoelectric semiconductor superlattice

Spectral characteristics of laser-generated acoustic waves in an InGaN/GaN superlattice structure are studied at room temperature. Acoustic vibrations in the structure are excited with a femtosecond laser pulse and detected via transmission of a delayed probe pulse. Seven acoustic modes of the superlattice are detected, with frequencies spanning a range from 0.36 to 2.5 THz. Acoustic waves up to ∼2 THz in frequency are not significantly attenuated within the transducer which indicates excellent interface quality of the superlattice. The findings hold promise for broadband THz acoustic spectroscopy.     

基于LMS自适应时延估计和FPGA的超声波测风系统研究

利用超声波传感器进行风速测量时,温度对超声波传播有很大影响,时延估计对超声波测风系统的精度起到很大的作用。本超声波测风系统为避免温度对风速测量中的影响,采用了基于时差法的测量原理,为了提高时延估计值的精度,提出了基于最小均方(LMS)自适应时延估计的测量方法,研制了以单片机Atmega128和现场可编程门阵列(FPGA)为核心的硬件系统。仿真和实际测试的结果表明,该超声波测风系统的时延估计值精确度较高,具有很高的应用价值。     

C波段新型渡越管模拟研究

在三腔渡越管的基础上设计了一种工作在C 波段的新型低阻轴向六腔渡越管,其阻抗为15 Ω左右,采用同轴输出。该器件采用大面积发射阴极,无须外加磁场,结构简单紧凑。采用2.5维PIC软件对该器件进行了2维数值模拟,在输入电压为483 kV、电流为32.5 kA的条件下,输出微波平均功率达到3.0 GW,主频为3.75 GHz,微波模式为TEM模。微波功率效率大于19%,比普通低阻抗器件有明显提高。