超声发射电路与发射效率的研究

为了提高超声探头的发射效率,对现有的超声发射电路进行了分析研究,设计了一种通过补偿电容来提高超声波发射效率的电路.该电路由微控制器产生激励窄脉冲,控制高压源对RC电路实现充放电,达到对超声探头负电压供电.对电路和探头参数进行研究计算,得出补偿电容大小,输入在探头的激励频率与标称频率一致时,发射效率最高.实验结果表明,补偿电容值和理论值越一致,回波电压值越高.电路设计简单,易于实现,可为超声无损检测提供技术支持与理论指导.     

远距离超声测距传感器激励脉冲研究

超声传感器不同发射激励对超声发射功率有很大影响,决定了空气超声波探测距离。对超声激励脉冲进行了功率谱分析,给出了不同类型激励脉冲与发射功率之间的关系。设计了远距离超声传感器双极性发射电路,实现了脉冲个数和脉冲频率可调。通过实验研究,确定了超声激励脉冲的类型、个数与激励电压。该电路已成功用于远距离超声波测距系统中,能稳定、可靠地检测25 m处的障碍物。     

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。     

融合电磁超声载波的声发射传播特性分析

电磁声发射是通过对缺陷导电结构件施加非接触式电磁载荷,进而激发声发射应力波,并据此效应来进行构件无损检测.本文针对电磁声发射信号不适合较远距离传播问题,融合电磁超声技术,实现对声发射应力波的载波远距离传输.文章首先从自由电子运动理论出发,从微观层面上研究电流对金属位错激活能的影响,推导出定向漂移的自由电子与位错碰撞时所产生的能量交换;其次搭建了融合电磁超声载波的电磁声发射有限元模型,分析了多个特征源激励下的应力波传播位移;最后利用希尔伯特黄变换方法对载波实验信号进行了分析比较.本文通过对传统的电磁声发射激励端研究、改进,提升电磁超声对电磁声发射应力波的传输特性,拓宽了电磁声发射检测的应用范围.     

基于FPGA的数字B超检波器设计与实现

数字检波器是B超诊断系统中信号处理的重要组成部件,它从超声回波信号中解调出人体组织反馈的幅度信息,检波方法的选择与实现效果直接影响原始超声图像质量;为满足数字B超诊断系统开发中成像的要求,根据人体超声回波信号的特点,采用数字正交检波技术完成超声回波幅度解调,并将该检波技术在FPGA中实现;结果表明,该方法的设计与实现效果在图像的横、纵向分辨率等性能参数均大幅度优于国家指标要求。     

数字B超发射波束合成器设计与实现

在数字B中,发射波束合成器驱动超声探头产生超声信号,并通过对多通道超声信号发射时间的控制完成发射聚焦。该文结合实际应用,完成了一个32通道的发射波束合成器的硬件电路设计和发射控制器的FPGA实现。     

基于FPGA的超声相控阵发射系统设计

创造性地将水下超声成像技术与相控阵发射技术相结合,利用FPGA丰富的I/O引脚接口与内部逻辑资源,设计了一种超声相控阵发射系统,分析了超声波换能器激励信号的D/A转换和放大调理电路,结合超声换能器对该系统进行了实验验证,实验表明该系统可以实现超声信号的相控阵发射,电路性能稳定,易于集成,为水下超声成像系统的小型化提供了一种可能,具有较强的参考价值.     

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。     

基于可编程计算架构的诊断超声信号处理系统设计

诊断超声信号处理系统的可编程与可重构性对于超声成像技术研究有着极其重要的意义。给出一种基于可编程计算架构的诊断超声成像系统的结构组成与实现方法。系统具有48路并行发射通道与回波信号接收通道,可实现128阵元线阵或48阵元相控阵换能器的激励信号的产生、回波信号调理与50 MHz、12 bit同步采集与接收。数字化回波数据在Virtex6 FPGA内经解串、波束合成、正交解调后送入TMS320C64x+DSP进行组织图像重建。在系统软件控制下,DSP通过控制FPGA内的信号处理代码可实现系统功能的重构,以满足新一代成像算法开发与验证需求。     

基于DSP和FPGA的超声相控阵信号收发卡设计

超声相控阵收发卡在超声发射时产生具有特定延迟的一组信号激发超声换能器上的各个阵元,产生可控的空间超声波声场;信号接收时进行多路回声信号的处理,通过多波束合成算法对超声声场进行空间滤波处理得到具有空间指向性的回波信号,基于DSP和FPGA设计了相控阵信号收发卡,可进行8路信号的接收和发射控制,配合外部多路D/A、A/D卡可对8阵元超声相控阵换能器进行激发和接收控制.     

低成本现场总线温湿度变送器

总线式温湿度变送器可同时完成对温湿度参数的测量,同时采用脉宽调制电路代替传统的传感器信号调理电路,提高了变送器测量系统的精度和可靠性,具有较强的抗干扰能力,且降低了设计成本。     

微小型动物机器人遥控刺激系统的研制

以鸽子为实验动物,研制了基于CC111O无线单片机的动物机器人遥控系统.该系统由无线信号发射站和背负在动物身上的多通道微刺激器组成,能够产生双向电压脉冲信号对动物机器人进行刺激,实现了无线刺激器对微型化、轻量化以及低能耗的要求.通过实验证明了该系统的有效性、可靠性和稳定性.     

基于TMS320F28335的雷达发射机实时脉冲占空比的检测

介绍了雷达发射机脉冲占空比检测的重要性,给出了利用TI公司的TMS320F28335实现发射机脉冲占空比检测的工作原理、设计思路、电路结构和软件设计,并在此基础上进行了实验验证。结果表明,该检测电路性能良好。     

给排水系统中水位检测技术的研究

介绍了浮子式水位检测技术、电容式水位检测技术、压力式水位检测技术、超声波式水位检测技术和气泡式水位检测技术的原理、特点及适用场合,并指出这几种水位检测技术各有特点:磁浮式水位变送器适合检测最大水深在6 m内、水质相对干净的水塔、蓄水池等的水位;电容式水位变送器适合检测水质干净、蓄水容器直径大、水位深的江河湖泊的水位;压力式水位变送器适合检测蓄水容器直径较小的水井的水位;超声波式和气泡式水位变送器尽管克服了水质对测量精度的影响,但结构复杂、价格高,应慎重选择。     

导波雷达物位计发射电路的设计分析

导波雷达物位计是一种利用时域反射（TDR）原理实现的高性能物位计,因其测量精确,性能稳定,在现代工业的多个领域得到了广泛地应用。雷达物位计一般采用窄脉冲发射-反射-接收的工作方式进行物位测量,可见脉冲发射电路是其中至关重要的一环。论文在分析和比较常用的几种极窄脉冲产生电路的基础上,提出了采用射频三极管串行级联、并行触发的发射电路设计方案。这样设计不仅可以使三极管在较低偏置电压下雪崩导通,还能有效地消除雪崩依次时延和减小输出脉冲的上升时间。测试结果显示该发射电路能够产生脉宽901．9ps ,幅值2．25V的极窄脉冲,满足了导波雷达物位计对发射脉冲的要求。     

基于动态图像差分的多维脉搏信号获取

传统的脉搏传感器无法实现真正的多点脉搏信号检测。该文应用新型脉搏图像化检测装置采集脉搏动态图像，提出利用图像差分的方法获取多点脉搏信号。对不同差分方法实验结果的进一步比较分析表明，利用选择参考帧的差分法能够获得稳定的脉搏信号。讨论了参考帧的选择，实现了多维脉搏信号的获取。为脉搏信号检测与脉诊客观化研究提供了新的思路和方法。     

实用太阳能热水器贮水箱水位水温测量变送器

设计了一种水位、水温测量变送器。电容式水位传感器完成水位—电容的转换 ,电流式温度传感器实现水温—电流的转换 ,电容—脉宽、电流—脉宽变换电路输出与水位、水温成比例的调宽脉冲。这两种脉冲综合成一路测量信号 ,两线制传输。给出了变送器的设计要点 ,提出了提高可靠性的工艺措施。实验证明 ,该变送器抗干扰能力强 ,稳定可靠 ,精度满足用户的需要     

数字式脉搏测试仪的设计与软件实现

介绍了一种用在跑步机上测定运动员心率的仪器装置--数字式脉搏测试仪.运用了晶体三极管的开关特性和无线收发技术,实现了低功耗和便携的要求,同时运用软件方法实现了信号的快速提取.     

可调频手持发射器的倍频和音量控制电路设计

为了保证多媒体教学正常进行,避免无线话筒在使用时出现同频干扰,提出了手持发射器的可调频设计方案.设计选用IAP15L2K61S2单片机为微控制器,利用单片机内部定时器并结合外部锁相倍频电路,产生几种不同频率的脉冲,作为音频信号的载波;利用音频芯片M62429控制音频信号幅度调节无线话筒音量,实现音频信号的可调频传输和音量调节功能.测试结果表明,该设计方案可产生多种频率稳定的脉冲信号作为音频信号载波,并具有音量控制功能,有一定的工程价值和良好的应用前景.