测量声时的均匀延迟平均法

来源 :同济大学声学研究所 同济大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:ilovegigi2
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超声波在媒质中传播时,媒质的声速与媒质的许多特性及状态有关。通过测量声速以及 变化,就能了解被测媒质对应的特性或状态以及其变化。在声波传播距离固定的情况下,声 速的测量就转变为传播时间的测量。 声时测量的方法很多,精度比较高的有时间间隔平均法、脉冲回呜法、脉冲回波叠加法 和脉冲回波重合法等几种方法。由于工业上测量的自动化,连续性要求,常用的方法有两种, 时间间隔平均法和脉冲回鸣法。脉冲回鸣法的多次回波问题是使用该方法中遇到的主要问题 之一,而时间间隔平均法除了测量速度较慢外,结构和电路都比较简单,在要求简单测量声 时的地方得到比较广泛的应用。 常用的时间间隔平均法实现电路,发射部分发射随机信号,由同一个时钟驱动。由于方 法本身是统计性的,使得提高测量精度变得很困难,增加测量次数带来的精度提高被测量时 间延长所引起的信号偏差增大所抵消,提高计时频率总是有一定限制的。 本文根据相关文献提出的均匀延迟产生方法,实现了该方法,并详细的分析。利用两个 频率略有差异的时钟制成相关的电路,该方法以多一个晶振的代价大大提高了测量的精度。 模拟实验证明该方法理论的正确性,与随机延迟时间间隔平均法相比,精度明显要高, 和脉冲回鸣法相当,在待测信号稳定的情况下,可以利用二分法对待测时间间隔进行处理, 可以大大减少测量次数。对导线电信号传播时间的测量实验,证明了该方法可以对时间间隔 以及其微小变化进行绝对测量。 利用该方法实现电路,接入超声发射、接收装置和过零检测电路,对固定距离声传播时 间进行了测量。测量了水在自然降温的过程中的声时以及变化,得到的声时以及变化是一个 光滑、平稳的过程。分辨率和测量精度较高。 该方法实现相对简单,测量精度较高,可以尝试应用到实际测量中。 关键词:均匀延迟 时间间隔平均 脉冲回鸣
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