摘要：【目的】设计高频超声探测仪驱动电源,实现对小埋藏体信号的追踪。【方法】通过MATLAB仿真实验,设计驱动频率为1 MHz、输出功率为10 W的数字化超声电源整体架构。根据换能器电学等效阻抗模型,设计了超声换能器的静态匹配网络,并计算元器件参数。【结果】获得基于模糊控制器的频率跟踪算法,该算法能够快速高效地实现频率自动跟踪功能。【结论】所设计的高频超声探测仪驱动电源及频率跟踪算法,能够有效解决小埋藏体信号捕捉难题,提高探测精度和效率,具有良好的应用前景。

摘要：为了在超声检测中排除噪声干扰,从强噪声背景中提取弱回波信号,利用小波变换技术从超声探测信号中提取弱缺陷回波信号,建立了超声缺陷回波的数学模型,并进行了仿真实验,其特有的“变焦距”特性使得小波分析在时域和频域中具有良好的分析能力。结果表明,利用小波变换方法能够很好地抑制噪声,提高信噪比,提取强噪声背景中的弱回波信号,且该方法原理简单,易于实现,在工程上有较高的应用价值。

摘要：为帮助盲人解决出行不便的困难,利用超声探测原理设计实现了一种音频导盲仪,导盲仪采用音频界面,通过反馈声音音调等特征变化向盲人指示障碍物等信息。导盲仪距离分辨率可达毫米级,角度分辨率10°以下。经过综合训练,盲人可建立听觉条件反射,通过声音感知周围环境信息,实现以听代视的目的。在介绍导盲仪工作原理和工程实现的基础上,重点说明了对盲人进行应用示范的策略和方法。

摘要：本文介绍气蚀超声探测仪在原型和模型水轮机上探测试验结果与应用实例分析,说明气蚀超声探测仪是水电站随机检测水轮机气蚀状况有效手段之一,对优化调整运行工况,减轻水轮机气蚀,延长机组寿命具有现实意义。

摘要：超声波在传播中遇到不同介质或障碍物等会发生反射或散射。利用这种特性可以探测水中异物。考虑到被测物的尺寸和声特性,采用1MHz(水中波长为1.5mm)的高频超声波比较合适。基于和雷达类似的回波脉冲测距、相位测速和强度测幅原理,设计了一个20μS脉宽、2mS周期的发射脉冲产生、超声换能驱动和收发开关电路,以及接收回波处理电路,并由相参时钟以欠采样方式进行模数转换。系统由TTL电路、小信号低噪声模拟电路、MSP430F149单片机等部分构成。实验结果表明,装置对固体障碍物具有稳定、强回波反应,对于不同尺寸的活动气泡仍能产生正常回波信号;这些结果可通过单片机以串行方式送入微机中,以便进一步处理和显示。

摘要：针对地面起伏造成喷雾机喷杆高度波动的问题,以永佳3WSH-500型喷雾机为试验平台,电动推杆为喷杆高度调节驱动部件,采用滞环控制原理,设计了基于超声探测的喷杆高度调控系统。首先,对3种路面(水泥地路面、田间未耕路面和田间翻耕路面)下超声波传感器反馈电流信号与喷杆高度的探测曲线进行标定试验,获得3种路面喷杆高度监测曲线。其次,开展喷杆高度调节静态试验,通过改变喷杆高度,获得了静态调节下喷杆高度调节响应曲线,确定静态最优滞环值为10 mm。开展了3种路面下不同车速对喷杆高度调节的性能试验及性能对照试验,根据喷杆高度趋于稳态时的振颤范围,确定动态最优滞环值为50 mm,喷杆高度设定为1 000 mm,车速为2.5、5.0、6.0、8.0 km/h。试验结果表明:车速对系统喷杆高度的调控性能影响较小,而地面起伏对系统喷杆高度调控稳定性具有显著影响,以动态性能对照试验作为对照组,田间未耕地路面的控制合格率由83%~95%提升至93%~97%,在地形波动较大的田间翻耕路面,喷杆高度控制合格率由2%~16%提升至72%~87%。该研究可为喷杆高度调控性能提升提供技术参考。

摘要：针对真实深海采矿环境下实时微地形超声探测声信号获取难的问题,设计并建立了一套能模拟真实深海采矿混响环境的超声探测实验系统.在对螺旋采掘头结构简化的基础上,利用Fluent模拟了螺旋采掘头与多组叶轮模型对水下流场的影响,对二者所得的水下流场进行比较后,确定所选叶轮模型能较好地反映真实采矿环境.随后针对叶轮模型,实验测量了泥沙垂向浓度分布,验证了设计模型的正确性.最后进行超声探测实验,结果表明,悬浮泥沙不仅对声波产生黏滞和吸收,而且会产生严重的混响干扰,通过该超声探测系统的时间增益补偿,可有效抑制混响干扰,增加目标检测概率.本项研究为深海采矿混响环境下的超声微地形探测提供了研究基础.

摘要：围岩松动圈是制定隧道支护措施和整体稳定性评价的重要参数和依据,如何快速准确地确定松动圈范围已备受关注。以张-石(张家口至石家庄)高速公路上的多条隧道工程为背景,采用声波探测和理论计算相结合的方法,对不同埋深、围岩等级条件下的隧道松动圈进行了研究。基于D-P准则推导了围岩应力松动圈的弹塑性理论和损伤理论计算方法,其计算结果均小于单孔声波法测试结果,但两者变化规律类似。由于考虑了岩体的峰后软化特性,损伤理论分析法计算结果比弹塑性理论更加接近于实测值,运用损伤理论对围岩(特别是低级别围岩)松动圈进行预测是可行的,研究结果对其他类似工程具有借鉴作用。

摘要：基于成熟的IEEE802.15.4协议和ZigBee无线模块,结合超声定位,设计了一种新颖的智能跟随系统;设计的核心为PIC18F4620单片机和MRF24J40MA无线收发模块,通过无线收发来完成节点间的识别与同步,同时以超声测距系统完成对被跟踪目标的定位,通过控制驱动电机动作实现对指定目标的定距离跟随;控制网络以子网的形式控制不同系统的分时定位跟随,同时管理各移动定位系统的入网和切换;样机测试结果表明系统达到了预期的跟随设计要求,具有一定的工程使用价值。

摘要：为实现温室环境人机分离自动变量施药,设计基于Wi-Fi与模糊控制的自走式自动变量风送弥雾机。施药系统以STM32单片机为核心,在Eclipse开发环境下采用Socket编程技术实现移动端与弥雾机端双向通信。为满足施药技术要求,采用Mamdani模型制定施药控制规则,将虫害覆盖率和茄子冠层高度参数作为模糊控制模型的输入,根据施药控制规则自动控制电磁阀和继电器以调控喷雾流量和控制施药时间,共同完成弥雾机变量施药。通过流量测定、模糊控制及自动与手动弥雾的沉积试验对施药系统进行验证,结果表明:1)施药控制系统可根据占空比准确调控喷雾流量,且占空比与喷雾流量线性度较好,拟合度为R^2=0.996 4,满足该设计喷雾范围要求。2)采样点与喷头距离为1~3m时对单位面积雾滴有效沉积量影响显著,且随着茄子冠层高度的增大和蓟马覆盖率的提高均会使单位面积雾滴沉积量显著提高。3)自动弥雾与手动弥雾沉积量的相对误差不超过0.8%,可满足变量喷雾的实际需求。