本文關鍵詞： 超聲波 聲速 高溫 波導桿 數(shù)據(jù)采集處理系統(tǒng) LabVIEW　出處：《中北大學》2017年碩士論文　論文類型：學位論文

【摘要】：測量超聲波的聲速可以側面反映流量,距離,溫度,氣體濃度等物理量參數(shù),因此超聲波聲速的測量對上述物理量的檢測有重要意義。常規(guī)超聲換能器用接觸式測試方法在高溫環(huán)境下測量聲速有以下兩點限制:1、在高溫環(huán)境下(500℃),壓電陶瓷晶片存在退極化現(xiàn)象;2、探頭材料在高溫環(huán)境下會因不同的熱膨脹系數(shù)使超聲換能器失效。在本論文中,利用導波桿作為傳感器,研制了一套高溫環(huán)境下的超聲波測速系統(tǒng),可以隔絕高溫對超聲換能器的影響,并能夠采集高溫環(huán)境下的超聲波回波計算出聲速。系統(tǒng)所使用的波導桿只需較短的距離即可將高溫降到適合換能器正常工作的范圍無需冷卻裝置。本文在已有的超聲波檢測系統(tǒng)的基礎上,開發(fā)了整套高溫環(huán)境下的超聲波聲速檢測系統(tǒng)并在下文中重點描述了檢測系統(tǒng)中硬件系統(tǒng)的設計過程。首先,根據(jù)超聲波的理論選擇了直探頭激發(fā)1MHz激勵波對聲速進行檢測,再通過仿真與實測選擇陶瓷為傳感器材料。通過對比不同種類的超聲探頭和耦合劑最后選擇直探頭作為換能器,甘油充當耦合劑。其次,設計了硬件檢測系統(tǒng)。其中發(fā)射系統(tǒng)實現(xiàn)了產生超聲波激勵信號,接收系統(tǒng)實現(xiàn)了將回波信號限幅、去噪、增益可調放大、數(shù)模轉換、數(shù)據(jù)存儲、USB2.0數(shù)據(jù)傳輸?shù)墓δ堋Ｗ詈?通過上位機軟件LabVIEW開發(fā)了基于USB2.0的高速數(shù)據(jù)采集、算法處理與控制系統(tǒng)。通過實驗驗證,文章設計的高溫環(huán)境下的超聲波聲速檢測系統(tǒng)能夠實時響應傳感器外界條件的變化,可以長時間測量高達1600℃時的超聲波聲速。檢測系統(tǒng)可以在高溫環(huán)境下進行聲速測量也可以在已知溫度-聲速關系的情況下對溫度進行測量。
[Abstract]:The measurement of ultrasonic velocity can reflect the physical parameters such as flow, distance, temperature, gas concentration and so on. Therefore, the measurement of ultrasonic velocity is of great significance to the detection of the above-mentioned physical quantities. The conventional ultrasonic transducer uses contact measurement method to measure the velocity of sound in the high temperature environment, which has the following two limitations: 1: 1. In the high temperature environment of 500 鈩，

本文編號：1491778