本文關(guān)鍵詞：數(shù)字寬頻超聲探測(cè)電路系統(tǒng)設(shè)計(jì)與應(yīng)用，，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：目前最常見(jiàn)的超聲探測(cè)相關(guān)應(yīng)用多是直接利用相關(guān)波形時(shí)域信息,采用的信號(hào)發(fā)生器也多為模擬系統(tǒng)。這類探測(cè)系統(tǒng)獲取信息有限,精度不高且移動(dòng)性差。數(shù)字寬頻超聲探測(cè)電路系統(tǒng)利用數(shù)字信號(hào)抗干擾強(qiáng),可根據(jù)需要生成任意探測(cè)信號(hào),且可以對(duì)回波信號(hào)進(jìn)行各類復(fù)雜算法分析。在此基礎(chǔ)上,筆者所在國(guó)家移動(dòng)超聲探測(cè)工程技術(shù)研究中心提出以發(fā)送寬帶調(diào)頻信號(hào)以增大探測(cè)信息量,提升探測(cè)能效以及探測(cè)精度并最終實(shí)現(xiàn)移動(dòng)超聲探測(cè)作為主要研究方向。本文主要工作為為中心研究課題提供相關(guān)平臺(tái),即設(shè)計(jì)搭建高速率高精度數(shù)字寬頻超聲探測(cè)電路系統(tǒng)。論文的第二章主要介紹了超聲波特性、超聲波常見(jiàn)應(yīng)用以及不同類型超聲換能器。第三章引入了數(shù)字寬頻超聲探測(cè)電路系統(tǒng)的具體組成結(jié)構(gòu),并與傳統(tǒng)模擬超聲探測(cè)系統(tǒng)進(jìn)行了性能對(duì)比,之后提出了用于計(jì)算數(shù)字超聲探測(cè)系統(tǒng)固有頻響的算法。第四章設(shè)計(jì)搭建了一個(gè)數(shù)字有線寬頻超聲探測(cè)電路系統(tǒng),并在此套系統(tǒng)上進(jìn)行了超聲換能器頻響實(shí)驗(yàn)以及超聲測(cè)距實(shí)驗(yàn)對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行應(yīng)用驗(yàn)證。針對(duì)數(shù)字有線寬頻超聲探測(cè)電路系統(tǒng)移動(dòng)性差的短板,第五章設(shè)計(jì)了一個(gè)數(shù)字無(wú)線寬頻超聲探測(cè)電路系統(tǒng),實(shí)現(xiàn)將數(shù)據(jù)處理與探測(cè)前端分離,設(shè)計(jì)出低功耗的探測(cè)前端,降低各類探測(cè)應(yīng)用的成本,成為移動(dòng)超聲探測(cè)有效解決方案,并對(duì)該系統(tǒng)進(jìn)行相關(guān)驗(yàn)證實(shí)驗(yàn),并將實(shí)驗(yàn)結(jié)果與第四章的實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行對(duì)比分析。本文主要?jiǎng)?chuàng)新點(diǎn)在于:1.將線性調(diào)頻信號(hào)作為探測(cè)信號(hào),以提高信息量來(lái)獲得探測(cè)高精度。2.設(shè)計(jì)的兩類系統(tǒng)均為數(shù)字系統(tǒng),不受探測(cè)信號(hào)限制,可以為不同待測(cè)系統(tǒng)選擇最佳參數(shù)探測(cè)信號(hào)及與其匹配的超聲換能器,對(duì)回波信號(hào)進(jìn)行各類分析計(jì)算力求最大程度反映所載信息,探測(cè)系統(tǒng)不再受限于一種應(yīng)用場(chǎng)景。兩類系統(tǒng)可根據(jù)實(shí)際探測(cè)需要進(jìn)行通道擴(kuò)展,只需相應(yīng)增加信號(hào)轉(zhuǎn)換模塊芯片即可實(shí)現(xiàn)多探測(cè)數(shù)量通道同時(shí)探測(cè)及分析。3.數(shù)字無(wú)線寬頻超聲探測(cè)電路系統(tǒng)將數(shù)據(jù)處理模塊與探測(cè)前端分離,為兩者提供無(wú)線高速數(shù)據(jù)傳輸方案,探測(cè)數(shù)據(jù)處理交由后臺(tái)處理,實(shí)現(xiàn)移動(dòng)便攜式探測(cè)。
【關(guān)鍵詞】：超聲波 數(shù)字寬頻 高精度 移動(dòng)探測(cè)
【學(xué)位授予單位】：華南理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號(hào)】：TB559
【目錄】：

• 摘要5-6
• ABSTRACT6-11
• 第一章 緒論11-14
• 1.1 課題背景11
• 1.2 課題研究意義與現(xiàn)狀11-12
• 1.3 論文主要內(nèi)容與結(jié)構(gòu)12-14
• 第二章 超聲探測(cè)及其應(yīng)用14-22
• 2.1 超聲波特性14-15
• 2.2 超聲波實(shí)際應(yīng)用15-17
• 2.2.1 功率超聲波應(yīng)用15-16
• 2.2.2 探測(cè)超聲波應(yīng)用16-17
• 2.3 超聲換能器17-21
• 2.3.1 壓電式換能器18-19
• 2.3.2 電容式微加工傳感器（cMUT）19-20
• 2.3.3 聲發(fā)射換能器20
• 2.3.4 耦合劑20-21
• 2.4 本章小結(jié)21-22
• 第三章 數(shù)字超聲探測(cè)系統(tǒng)中頻響測(cè)試方法研究22-33
• 3.1 數(shù)字超聲探測(cè)系統(tǒng)22-24
• 3.1.1 數(shù)字超聲探測(cè)系統(tǒng)的優(yōu)勢(shì)22-23
• 3.1.2 數(shù)字寬頻超聲探測(cè)電路系統(tǒng)固有頻率響應(yīng)23-24
• 3.2 頻率響應(yīng)測(cè)試方法分析24-30
• 3.2.1 逐點(diǎn)正弦法24-25
• 3.2.2 線性調(diào)頻法25-26
• 3.2.3 步進(jìn)調(diào)頻法26-27
• 3.2.4 單位脈沖法27-28
• 3.2.5 高斯白噪聲法28-30
• 3.3 數(shù)字超聲探測(cè)系統(tǒng)固有頻率響應(yīng)算法30-31
• 3.4 本章小結(jié)31-33
• 第四章 數(shù)字有線寬頻超聲探測(cè)電路系統(tǒng)設(shè)計(jì)與應(yīng)用33-56
• 4.1 數(shù)字有線寬頻超聲探測(cè)電路系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)結(jié)構(gòu)33-34
• 4.2 數(shù)字有線寬頻超聲探測(cè)電路系統(tǒng)硬件構(gòu)成34-43
• 4.2.1 連接控制模塊35-37
• 4.2.2 信號(hào)轉(zhuǎn)換模塊37-40
• 4.2.3 信號(hào)放大模塊40-42
• 4.2.4 發(fā)送端功率放大器（PA）42-43
• 4.3 數(shù)字有線寬頻超聲探測(cè)電路系統(tǒng)性能以及使用介紹43-46
• 4.4 超聲換能器頻率響應(yīng)測(cè)試實(shí)驗(yàn)46-52
• 4.4.1 汕頭超聲 50K-P28F換能器47-48
• 4.4.2 電容式微加工換能器（cMUT）48-49
• 4.4.3 汕頭超聲小型壓電換能器49
• 4.4.4 富士M31 型聲發(fā)射換能器49-50
• 4.4.5 汕頭超聲超小型聲發(fā)射換能器50-51
• 4.4.6 物理聲學(xué)公司S9225 型聲發(fā)射換能器51-52
• 4.5 時(shí)延法超聲測(cè)距實(shí)驗(yàn)52-54
• 4.6 本章小結(jié)54-56
• 第五章 數(shù)字無(wú)線寬頻超聲探測(cè)電路系統(tǒng)設(shè)計(jì)與應(yīng)用56-71
• 5.1 數(shù)字無(wú)線寬頻超聲探測(cè)電路系統(tǒng)硬件組成56-62
• 5.1.1 連接控制模塊57-59
• 5.1.2 信號(hào)轉(zhuǎn)換模塊59-61
• 5.1.3 信號(hào)放大模塊61-62
• 5.2 數(shù)字無(wú)線寬頻超聲探測(cè)電路系統(tǒng)性能及使用介紹62-65
• 5.3 超聲換能器頻率響應(yīng)測(cè)試實(shí)驗(yàn)65-68
• 5.3.1 汕頭超聲 50K-P28F換能器65
• 5.3.2 電容式微加工換能器（cMUT）65-66
• 5.3.3 汕頭超聲小型壓電換能器66
• 5.3.4 富士M31 型聲發(fā)射換能器66-67
• 5.3.5 汕頭超聲超小型聲發(fā)射換能器67
• 5.3.6 物理聲學(xué)公司S9225 型換能器67-68
• 5.4 時(shí)延法超聲測(cè)距實(shí)驗(yàn)68-69
• 5.5 本章小結(jié)69-71
• 總結(jié)與展望71-73
• 參考文獻(xiàn)73-76
• 攻讀碩士學(xué)位期間取得的研究成果76-77
• 致謝77-78
• 附件78

【參考文獻(xiàn)】

中國(guó)期刊全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前10條

1 秦金華;劉小方;高成強(qiáng);宋海榮;;基于AD603的超聲微弱信號(hào)檢測(cè)研究[J];兵工自動(dòng)化;2007年11期

2 張偉,韓一明,吳新玲;基于FPGA的高速數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的設(shè)計(jì)[J];電力情報(bào);2002年03期

3 羅浩平;硅超大規(guī)模集成電路技術(shù)和發(fā)展[J];電子與封裝;2003年05期

4 吳偉城;;缺陷狀況對(duì)缺陷回波波高的影響[J];廣船科技;2007年04期

5 劉博;常文革;;步進(jìn)調(diào)頻寬帶雷達(dá)距離擴(kuò)展目標(biāo)頻域檢測(cè)算法[J];電子與信息學(xué)報(bào);2013年10期

6 賈楠;楊錄;張艷花;;鉆鋌缺陷超聲自動(dòng)檢測(cè)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)[J];計(jì)算機(jī)測(cè)量與控制;2010年01期

7 胡雙雄;王文軍;;線性調(diào)頻、非線性調(diào)頻及相位編碼信號(hào)脈沖壓縮處理研究[J];價(jià)值工程;2013年01期

8 蔣危平,王務(wù)同;超聲波探傷儀發(fā)展簡(jiǎn)史[J];無(wú)損檢測(cè);1997年01期

9 王秀;程建政;劉俊;;超聲檢測(cè)信號(hào)的高速數(shù)字化研究[J];無(wú)損檢測(cè);2009年04期

10 張海鷹;高艷麗;;超聲波測(cè)距技術(shù)研究[J];儀表技術(shù);2011年09期

中國(guó)碩士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前10條

1 沈毅;超聲無(wú)損檢測(cè)裝置的研究與設(shè)計(jì)[D];南京郵電大學(xué);2011年

2 黃元謙;手持式超聲波探傷硬件系統(tǒng)的研制[D];南京航空航天大學(xué);2009年

3 凌祥貴;基于ARM的嵌入式可重構(gòu)數(shù)控系統(tǒng)運(yùn)動(dòng)控制器的研究[D];天津大學(xué);2012年

4 朱明潔;小管道超聲波檢測(cè)方法的研究[D];南京理工大學(xué);2005年

5 王開(kāi)云;基于PC平臺(tái)的數(shù)字化超聲無(wú)損檢測(cè)系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)[D];武漢科技大學(xué);2005年

6 張雙娟;基于偏時(shí)域相干算法的自適應(yīng)濾波研究[D];內(nèi)蒙古工業(yè)大學(xué);2006年

7 官志堅(jiān);電容式微加工超聲傳感器（CMUT）仿真與制造流程[D];天津大學(xué);2007年

8 吳怡;基于線性調(diào)頻信號(hào)的超聲檢測(cè)技術(shù)研究[D];華南理工大學(xué);2012年

9 梅田;基于PCI總線的四通道超聲波發(fā)射和接收系統(tǒng)的研究[D];西南交通大學(xué);2013年

10 劉璋麟;基于線性調(diào)頻信號(hào)的時(shí)延估計(jì)算法研究及其在液體檢測(cè)中的應(yīng)用[D];華南理工大學(xué);2014年

  本文關(guān)鍵詞：數(shù)字寬頻超聲探測(cè)電路系統(tǒng)設(shè)計(jì)與應(yīng)用，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

本文編號(hào)：357247