基于嵌入式系统STM32的超声波介质传输速度测试系统的设计

本测试系统由微控制器(STM32F103ZET6)、测温系统、超声波发射电路、超声波接收电路、显示系统等部分组成。先产生40KHZ的方波信号,再通过信号调整电路送到超声波发射探头。再通过对超声波接收探头采集到的回波信号进行整形并送入MCU控制器进行处理得到所需数据,并通过显示模块显示。通过温度传感器采集环境温度,并通过STM32F103ZET6控制器对采集温度传感器的信号进行处理分析,得到环境温度,并通过显示模块显示。并在不同温度下,实现了超声波在空气和水中传播速度的测量。     

水中原油含量在线检测方法研究

油水混合物原油含量的在线准确测量对油井产量估算和油井开发寿命预测至关重要。提出了一种基于超声波原理的水中原油含量在线检测方法,搭建了高精度的实验测量平台,并完成了实验测量。测量系统硬件电路主要包含超声脉冲发射与接收电路;系统软件完成了FPGA触发信号的产生、A/D采样、数据处理以及上位机显示等功能;实验平台包括超声探头、支撑架、固定架和实验器皿等。系统通过采集超声波回波信号并分析发射波和接收波之间的关系得到对应含油量。实验结果表明误差均在2.5%以内,对同一比例油水混合物实验重复性良好。实时改变油水比例,根据实验得到的数据与波形,实现了油水混合物中原油含量的在线实时准确测量。     

基于STM32的高炉炉身厚度监测系统的设计

介绍了一种以STM32F103RB6单片机为核心的高炉炉身厚度测量系统的设计方法。阐述了基于"脉冲回波法"的炉身厚度测量思想,给出了系统硬件设计方案和软件流程图;详细分析了超声波脉冲信号发生电路及回波信号接收处理电路的工作过程。实验证明:该系统测量稳定性好、精度高,可满足高炉炉身厚度的测量要求。     

基于超声波回波衰减理论的超声波浓度计设计

基于超声波回波衰减理论,以微控制器C8051F021为核心控制超声波发射和接收电路,实现超声波浓度计的设计。采用直接数字频率合成芯片AD9833产生脉冲串,经过功率放大电路驱动超声波换能器,超声波经过悬浊液到达接收换能器,利用92dB动态范围的对数放大器AD8307对回波衰减信号进行检波放大,最后由微控制器对数据进行处理得出浓度值。超声波浓度计在工业控制中有较高的应用价值。     

基于FPGA的超宽带雷达控制系统的设计

脉冲超宽带雷达发射信号为窄带信号,回波信号带宽很大难以直接采样,文中设计了一种以FPGA作为控制器的超宽带(UWB)雷达信号采集与控制系统;根据回波信号呈周期性的特点,实现了时域延时式等效采样;为了使雷达主机与PC机之间实现高速通信,设计了USB 2.0接口电路;实验结果表明,该控制系统等效采样速率可达5 GS/s,可以有效地接收雷达回波信号,并且能检测到人体教具的位置和呼吸频率.     

超声检测在路侧泊车收费设备中的设计

目前,路侧泊车收费设备判断车辆是否驶入车位的主要方式为视频实时检测、激光检测以及红外检测等,存在功耗过高、精度较低等缺点.而该设计采用超声检测,功耗较低、精度较高.该方案基于超声波测距原理,采用收发一体式探头,介绍了超声波发射接收电路、电源电路以及ELMOS公司的超声波芯片E524.09等.超声波芯片E524.09接收到STM32单片机指令,其内部振荡器发出52kHz脉冲信号,回波信号由E524.09处理后,经ADC进行模数转换,最终将计算结果发送至上位机.通过对超声波包络数据的计算,该方案不仅可以精确地检测出车辆,也可排除交通锥等干扰,精度可达99.7％.故该设计符合项目实际需求.     

基于TDC-GP22的超声波渡越时间测量方法研究

介绍了采用TDC-GP22用于超声波气体流量计信号接收和渡越时间(TOF)检测的实现方法。针对超声波信号接收电路,设计了带通滤波放大电路进行噪声抑制和放大处理,采用高速模数转换器(ADC)和数字电位器设计了增益控制电路,实现了对超声波接收信号的自动增益控制(AGC);针对超声波渡越时间检测,设计了阈值比较电路和高精度TDC-GP22时间检测电路。利用噪声阈值门限对TDC-GP22进行动态使能,避免了噪声引起的误检测。在音速喷嘴气体流量标准装置上进行了流量标定试验,试验结果证明了本测量系统具有良好的测量精度和测量稳定性。     

公路沥青混凝土抗压强度智能检测系统设计

常规系统采集混凝土试件扫描信号时,数字信号脉冲噪声明显,造成信号幅值不稳定,混凝土抗压强度检测范围较小。提出公路沥青混凝土抗压强度智能检测系统。硬件方面,设计系统总体结构,利用探头超声波扫描混凝土试件,优化采集仪电路连接结构,增益放大超声回波信号;软件方面,设置超声波扫描最优参数,均值滤波处理超声回波信号,消除信号脉冲噪声,归一化数字信号,改善信号幅值成像效果,计算超声波声速值,拟合幅值、声速、抗压强度,确定混凝土试件抗压强度。制作C50、C60强度的混凝土试件,设置对比实验,结果表明,设计系统相比常规系统,扩大了混凝土试件抗压强度检测范围,抗压强度检测上限分别提高了4 MPa、8 MPa。     

基于FPGA的某型发动机超声波探测电路设计

固体火箭发动机的钢壳、绝热层、衬层、推进剂多层粘接结构的脱粘缺陷,很容易引起灾难性后果,对它的检测已经成为一项极其重要的工作,文章设计了一种基于FPGA的超声波探测电路,构建了一个可编程片上系统（SOPC）,并编写了PWM控制组件。以NiosⅡ为核心控制产生脉冲宽度、重复频率可调的超声波激励脉冲,配合高速A／D实现回波信号的采集和存储。缩短了设计周期,简化了硬件电路,为后续研究便携式超声波检测仪奠定了良好的基础。     

四声道超声波流量计收发电路设计

介绍了超声波流量计的工作原理,设计出一种简单高效的四声道超声波驱动电路及回波接收电路.着重介绍了四声道电路的设计,信号接收电路采用集成芯片放大滤波,本系统主要应用于超声波气体流量计.实验结果表明.发射效率高、回波信号良好.     

空气耦合超声无损检测系统电路设计

为了提高空气耦合超声无损检测系统的能量转换效率,设计了匹配的硬件电路。结果表明:发射电路信号电压达到600 V,接收电路将回波信号放大79. 43 d B,滤波电路可接收频率0. 5～1. 5 MHz的超声波。不仅满足了发射电路的电压要求,有效解决空气耦合中回波信号弱的问题,还实现了对回波中噪声信号的削减,达到了降噪的效果。     

一种时差法超声流量计的设计

研究I使用超声波技术实现流量的测量,该技术具有非侵入性、精准度高的优点。设计中采用了AT89系列单片机作为控制核心,利用其定时器和O口的特点实现了时间测量和信号处理。通过接收超声波传感器发送的脉冲信号,并利用计数器功能计算流过物体的时间和距离,从而得到流量值。选择了高灵敏度的超声波传感器,并设计了放大电路和滤波电路,以确保接收到的信号稳定和准确。通过单片机的计算,对传感器接收到的信号进行实时处理,并输出流量计算结果。通过测量验证,该电缆设计具有较高的测量精度和稳定性。     

液位测量中的信号采集与处理

在超声波探头上施加一电脉冲信号,探头发出超声波,在遇到不同介质界面时被反射,超声波探头接收回波并将之变为电脉冲信号。利用P89LPC935的捕捉功能测量发射波和回波之间的时间间隔,通过环境温度测量准确测量出超声波传播速度,进而测量出超声波的传输距离,通过这种方法测量出液位高度。     

非接触式超声波液位测量方法的研究

根据超声波非接触式液位测量原理,本文设计了5MHz超声波发射接收电路,结合相关测量软件,实现了基于超声技术的非接触式液位测量。     

用CPLD设计高精度超声液位检测系统

为了稳定、精确地测量液位,通过运用复杂可编程逻辑器件控制超声波的发射和接收以及单片机进行数据运算的方法设计了超声波液位检测系统,该系统测量误差远远小于1mm。     

基于AVR单片机的超声波测距系统构建

为了提高超声波测距精度,构建了基于AVR单片机的测距及数据处理系统。分析了超声波测距的原理,以AVR单片机为处理器设计了超声波产生和发射电路、超声波接收和信号处理电路以及温度测量和补偿电路等。针对温度对超声波速度的影响,根据超声波速度与温度的关系,设计了超声波速度补偿算法。为了提高回波时间测量准确性,减小随机噪声及空气中其他杂散播干扰的影响,采用均值数字滤波方法,对计数时间进行处理。实测结果表明,在3cm~400cm范围内,超声波测距系统测量数据准确,最大误差为0.66cm。     

复杂工况下超声波液位测量系统的设计

阐述了超声波液位测量系统的基本组成;重点说明了一种满足复杂工况测量要求的超声波液位测量仪的设计,包括新型驱动电路,发射电路与接收电路之间的接口电路和信号处理电路等;提出了单探头超声波测量系统中减小盲区的方法;介绍了基于AVR系列单片机的智能化超声波液位测量系统,以及数据处理算法和温度补偿。经过测试,仪表实际测量误差为0.2%~0.8%,能够满足工业现场超声波测量的需要。     

高炉炉墙测厚的信号处理

超声波反射法应用于高炉炉墙测厚时,高炉内部环境高温高噪声的特点,造成超声回波信号被噪声湮没的问题;针对这一问题,研究了超声波在金属介质中传播的机理,分析了超声回波信号信噪比下降的原因以及实验数据时域和频域的特征,设计改进了高炉炉墙测厚的超声波发射电路和信号调理电路;采用加热炉模拟高炉200~1 000℃温度环境,对直径40mm、长度1.2m的铁棒进行测厚实验;经实测,改进的发射电路发射的超声信号强度增大,回波处理电路处理后超声回波信号信噪比明显提高、峰值清晰可辩,解决了噪声湮没回波信号的问题,提高了高炉炉墙测厚的测量精度,对高炉的高产、顺产和延长炉龄具有实际意义。     

基于预测法的超声波测距研究

提出了一种基于预测法的超声波测距方法,采用预测法实现超声波回波信号时间的检测,有效抑制了干扰回波信号和回波信号噪音的影响,显著提高了回波信号检测的可靠性和测量精度;采用ATmega8微处理器实现了预测法回波信号检测,并实现高精度的温度补偿的超声波测距装置,文中详细介绍了电路框图和软件流程图;实践证明具有测量精度高、对干扰回波的抑制能力强,满足了工业测距的要求。     

物联网嵌入式脉冲涡流无损检测系统研究

为了能够在线无损检测设备内部缺陷与损伤,本文设计一种物联网嵌入式脉冲涡流无损检测系统。该系统通过信号发生器产生脉冲宽度调制波经过放大后驱动探头;探头采集被测试件的缺陷与损伤信号,将含有缺陷和损伤的磁信号转换成电信号,经过调理电路后,在模数转换部分将电信号转换为数字信号传输至STM32f107内;在控制器控制下通过物联网传输至PC机,然后PC机对信号进行分析与显示。