發(fā)布時間：2018-10-20 08:43

【摘要】：設(shè)計一種超聲諧振器,旨在解決超聲傳感器遠程測距中因超聲波能量分散和衰減過快導致的回波信號難以識別問題。首先,根據(jù)聲學理論分析了超聲諧振器可以通過改善阻抗匹配提高其輻射效率;再利用Bessel函數(shù)分析了超聲諧振器影響聲源指向性的重要設(shè)計參數(shù),通過改變聲源頻率、諧振器開口面積等設(shè)計參數(shù)可以使指向性尖銳,能量更集中。Matlab仿真計算與相應(yīng)的實驗均證明了理論分析的正確性和優(yōu)化諧振器設(shè)計參數(shù)對提高超聲探測距離的有效性與可控性。
[Abstract]:An ultrasonic resonator is designed to solve the problem that echo signal is difficult to be recognized due to ultrasonic energy dispersion and fast attenuation in ultrasonic sensor remote ranging. First of all, according to the acoustic theory, the ultrasonic resonator can improve its radiation efficiency by improving the impedance matching. Then, the important design parameters of the ultrasonic resonator affecting the directivity of the sound source are analyzed by using Bessel function, and the sound source frequency is changed by changing the frequency of the ultrasonic resonator. The design parameters such as the opening area of the resonator can make the directivity sharp and the energy more concentrated. The correctness of the theoretical analysis and the effectiveness and controllability of optimizing the design parameters of the resonator to improve the ultrasonic detection distance are proved by the Matlab simulation and the corresponding experiments.
【作者單位】： 西安建筑科技大學機電工程學院;
【基金】：國家自然科學基金資助項目(50975218) 陜西省教育廳專項基金資助項目(2013JK1011)
【分類號】：TP212.9;O426.9

【參考文獻】

相關(guān)期刊論文 前3條

1 陳先中,王偉,張爭,程素森;低噪聲回波測距系統(tǒng)的電路設(shè)計與系統(tǒng)分析[J];北京科技大學學報;2005年04期

2 么啟;劉紀元;焦學峰;楊強;焦金峰;;一種大量程超聲波液位計的實現(xiàn)[J];電子設(shè)計工程;2011年22期

3 寇雪芹;谷立臣;閆小樂;琚曉濤;;基于虛擬儀器的超聲信號測量及測距研究[J];計算機工程與應(yīng)用;2012年06期

【共引文獻】

相關(guān)期刊論文 前10條

1 劉向遠;張穗萌;施明華;;實際氣體的單泡超聲空化動力學方程及其數(shù)值分析[J];安徽師范大學學報(自然科學版);2010年05期

2 師俊杰;孫大軍;呂云飛;張俊;;甚低頻矢量水聽器水池校準方法研究[J];兵工學報;2011年09期

3 金中坤;王同慶;;水聲管中傳感器靈敏度標定的新方法[J];北京航空航天大學學報;2010年02期

4 陳先中;侯慶文;葉琳;張紅宇;;超聲測距系統(tǒng)的高精度中心橢圓算法[J];北京科技大學學報;2007年11期

5 張宏波,葛蘊珊,楊登峰,韓秀坤,張付軍;基于傳遞矩陣方法的排氣消聲器計算機輔助設(shè)計[J];北京理工大學學報;2004年05期

6 曹雁平;矯慶澤;;粒度、液料比和乙醇體積分數(shù)對姜黃素超聲間歇浸取的影響[J];北京理工大學學報;2010年08期

7 石新軍,朱旭寧;彈簧振子非線性振動的幅頻特性[J];寶雞文理學院學報(自然科學版);2004年02期

8 王晶;尹亦陽;馮濤;劉斌;;往復式制冷壓縮機閥片振動特性測量系統(tǒng)設(shè)計[J];北京工商大學學報(自然科學版);2011年01期

9 馮濤;王晶;劉斌;李楠;張力;尹亦陽;;泡沫材料動剛度及阻尼系數(shù)的聲阻抗管測量方法研究[J];包裝工程;2011年07期

10 馮濤;蘇彬;劉斌;黎亞軍;李知微;王晶;;泡沫材料厚度對其剛度及阻尼系數(shù)的影響[J];包裝工程;2012年09期

相關(guān)會議論文 前10條

1 周遠波;謝榮基;鄂治群;;西南民族大學錄音棚聲學設(shè)計[A];2011'中國西部聲學學術(shù)交流會論文集[C];2011年

2 薛旭瑞;曾向陽;王海濤;;不同激勵條件下的艙內(nèi)聲場分布規(guī)律研究[A];2011'中國西部聲學學術(shù)交流會論文集[C];2011年

3 許昊;吳勝舉;孫軍濤;;簧片振動模態(tài)的有限元分析[A];第二屆西安-上海兩地聲學學術(shù)會議論文集[C];2011年

4 趙彩鳳;郭建中;;基于機械掃描的聲波干涉測量研究[A];第二屆西安-上海兩地聲學學術(shù)會議論文集[C];2011年

5 周俊;塔娜;饒柱石;;桿系結(jié)構(gòu)振動計算的解析節(jié)點法[A];第十屆全國振動理論及應(yīng)用學術(shù)會議論文集（2011）下冊[C];2011年

6 張振福;趙云;;基于Westervelt方程的時域有限差分法模擬理想介質(zhì)中非線性聲場的傳播[A];第十一屆全國非線性振動學術(shù)會議暨第八屆全國非線性動力學和運動穩(wěn)定性學術(shù)會議論文集[C];2007年

7 張立;邵闖;;隔熱材料聲載荷修正測試方法[A];第九屆全國振動理論及應(yīng)用學術(shù)會議論文集[C];2007年

8 張波;陳天寧;;多孔燒結(jié)金屬纖維材料聲學參數(shù)優(yōu)化識別[A];第九屆全國振動理論及應(yīng)用學術(shù)會議論文集[C];2007年

9 左言言;張焱;劉海波;;車室內(nèi)部聲場的聲——振耦合分析[A];第九屆全國振動理論及應(yīng)用學術(shù)會議論文集[C];2007年

10 董天曉;王麗坤;秦雷;李莉;吳煒偉;王鋼;;壓電圓柱疊堆換能器的有限元分析[A];第三屆全國壓電和聲波理論及器件技術(shù)研討會論文集[C];2008年

相關(guān)博士學位論文 前10條

1 魏浩征;高壓直流輸電系統(tǒng)可聽噪聲預測系統(tǒng)的研究[D];合肥工業(yè)大學;2010年

2 楊黨國;內(nèi)埋武器艙氣動聲學特性與噪聲抑制研究[D];中國空氣動力研究與發(fā)展中心;2010年

3 車勇;輪胎噪聲的預測方法與試驗研究及優(yōu)化設(shè)計[D];武漢理工大學;2010年

4 李文強;透射時差法超聲無損檢測技術(shù)研究與系統(tǒng)實現(xiàn)[D];太原理工大學;2011年

5 李善德;大規(guī)模聲學問題的快速多極邊界元方法研究[D];華中科技大學;2011年

6 湯永清;空間聽覺特征提取與3D音頻再現(xiàn)研究[D];上海大學;2011年

7 郁高坤;局域共振所致的若干聲與振動現(xiàn)象研究[D];南京大學;2011年

8 黃華華;自然通風有源隔聲窗研究[D];南京大學;2011年

9 朱昌平;流體中低濃度異質(zhì)物含量的超聲檢測原理與應(yīng)用研究[D];中國礦業(yè)大學;2010年

10 田紅;超聲波在城市剩余活性污泥中的傳輸特性的模擬及實驗研究[D];重慶大學;2010年

相關(guān)碩士學位論文 前10條

1 張倩;異形航空構(gòu)件的專用超聲換能器研制及檢測應(yīng)用[D];南昌航空大學;2010年

2 岳莎莎;基于TMS320VC5509A的管道有源噪聲控制系統(tǒng)研究[D];山東科技大學;2010年

3 劉紅濤;聲表面波氣體探測中的激光技術(shù)應(yīng)用研究[D];鄭州大學;2010年

4 劉麗媛;增壓器噪聲控制與進氣消聲器設(shè)計研究[D];哈爾濱工程大學;2010年

5 蔡樂;海洋環(huán)境噪聲聲學成像的仿真研究[D];哈爾濱工程大學;2010年

6 孫明;船體振動噪聲在聲學覆蓋層中傳遞特性研究[D];哈爾濱工程大學;2010年

7 尹和儉;緊湊式SCR凈化消聲裝置設(shè)計與仿真研究[D];哈爾濱工程大學;2010年

8 王秋陽;離心式海水泵流噪聲仿真與實驗研究[D];哈爾濱工程大學;2010年

9 張磊;數(shù)字效果器的研究與實現(xiàn)[D];大連理工大學;2010年

10 彭曉宇;基于超聲波的厚鋼管焊速檢測系統(tǒng)設(shè)計[D];大連理工大學;2010年

【二級參考文獻】

相關(guān)期刊論文 前7條

1 程曉暢;蘇紹景;王躍科;潘仲明;祝琴;;超聲回波信號解調(diào)及其包絡(luò)相關(guān)時延估計算法[J];傳感技術(shù)學報;2006年06期

2 張向珂;張世慶;聞鳳連;田洪勝;;高精度相位法超聲測距系統(tǒng)研究[J];傳感器與微系統(tǒng);2010年02期

3 郭綱;王樹勛;孫曉穎;趙曉暉;;超聲信號的雙指數(shù)模型及參數(shù)確定方法[J];電子學報;2009年07期

4 趙珂;時差法超聲測距儀的研制[J];國外電子元器件;2005年01期

5 劉升平;王劍;葛紅;;超聲波測距系統(tǒng)的開發(fā)與研究[J];計算機工程與應(yīng)用;2009年25期

6 張剛;楊小平;肖聰;;基于虛擬儀器的超聲波高精度測時系統(tǒng)[J];儀表技術(shù)與傳感器;2007年06期

7 吳誠;于軍;王駿;;基于PIC12C508單片機的超聲測距系統(tǒng)[J];自動化與儀表;2007年04期

相關(guān)博士學位論文 前1條

1 潘仲明;大量程超聲波測距系統(tǒng)研究[D];國防科學技術(shù)大學;2006年

相關(guān)碩士學位論文 前4條

1 武樺;節(jié)水灌區(qū)輸配水自動化關(guān)鍵技術(shù)研究[D];西北農(nóng)林科技大學;2003年

2 吳立珍;ALV超聲測障技術(shù)研究[D];國防科學技術(shù)大學;2006年

3 孔雅瓊;基于單片機的超聲測距儀研究與開發(fā)[D];國防科學技術(shù)大學;2007年

4 李建立;基于DSP明渠流量監(jiān)測的水聲信號處理研究[D];沈陽航空工業(yè)學院;2010年

【相似文獻】

相關(guān)期刊論文 前10條

1 楊近良;;x—射線固體圖象增強屏阻抗匹配的探討[J];首都師范大學學報(自然科學版);1980年00期

2 王又青,吳龜靈,安承武,王秋良,李再光,陳清明;高頻氣體激光器功率傳輸?shù)钠ヅ鋄J];激光雜志;1998年03期

3 張維;匡正;葉超;吳鳴;楊軍;;高指向性聲頻聲源中PVDF膜換能器的阻抗匹配[J];電聲技術(shù);2010年04期

4 舒樺;傅思祖;黃秀光;馬民勛;顧援;;激光狀態(tài)方程實驗數(shù)據(jù)在線處理程序的開發(fā)及應(yīng)用[J];高壓物理學報;2006年03期

5 舒樺;傅思祖;馬民勛;黃秀光;顧援;羅平慶;龍?zhí)?;激光驅(qū)動沖擊波傳播穩(wěn)定性的計算分析[J];強激光與粒子束;2007年02期

6 齊延興;楊雪銀;;基于SPCE061A單片機的超聲波清洗機設(shè)計[J];中國測試;2009年04期

7 馬民勛,顧援;阻抗匹配實驗中的誤差問題[J];高壓物理學報;1991年02期

8 陳聲鴻,毛玉周,張剛,趙燕平;射頻激勵CO_2激光器的阻抗匹配及調(diào)制的實驗研究[J];中國激光;1997年09期

9 鄭光平;李銳鋒;聶喻梅;;圓孔衍射的計算機模擬實驗[J];重慶工學院學報;2006年08期

10 閔祥國;;一種寬帶水聲換能器匹配方法的研究[J];棗莊學院學報;2007年05期

相關(guān)會議論文 前10條

1 葉超;匡正;馬登永;楊軍;;高指向性聲頻聲源的阻抗匹配[A];全國環(huán)境聲學學術(shù)討論會論文集[C];2007年

2 羅平慶;龍?zhí)?張永慧;;Al-Cu阻抗匹配狀態(tài)方程實驗系統(tǒng)誤差討論[A];中國工程物理研究院科技年報（2003）[C];2003年

3 葉君建;何鉅華;傅思祖;黃秀光;;激光直接驅(qū)動狀態(tài)方程實驗鋁銅阻抗匹配靶的制作和測量[A];中國工程物理研究院科技年報（2005）[C];2005年

4 郝夏影;鐘榮;陳克安;;基于聲阻抗匹配的有源吸聲結(jié)構(gòu)近場誤差傳感策略[A];第十三屆船舶水下噪聲學術(shù)討論會論文集[C];2011年

5 黃秀光;傅思祖;吳江;葉君建;何鉅華;馬民勛;舒樺;周華珍;羅平慶;顧援;;超高壓高精度激光狀態(tài)方程實驗測量[A];中國工程物理研究院科技年報（2005）[C];2005年

6 龍?zhí)?羅平慶;王麗麗;張永慧;;Al-Cu和Cu-Al阻抗匹配交叉實驗初步分析[A];中國工程物理研究院科技年報（2005）[C];2005年

7 彭瑜;趙陽;李燁;曹建平;方占軍;臧二軍;;使用Hansch-Couillaud實現(xiàn)461nm外腔倍頻激光器的鎖定[A];2009全國時間頻率學術(shù)會議論文集[C];2009年

8 安俊英;徐海亭;;多層復合結(jié)構(gòu)消聲層的聲反射特性[A];中國聲學學會2006年全國聲學學術(shù)會議論文集[C];2006年

9 吳謹;張昭;王東蕾;唐永新;譚榮清;劉世明;萬重怡;;遠程激光雷達用長脈沖TE-CO_2激光器[A];2004全國光學與光電子學學術(shù)研討會、2005全國光學與光電子學學術(shù)研討會、廣西光學學會成立20周年年會論文集[C];2005年

10 梁昌洪;張玉;;實阻抗寬帶最優(yōu)化匹配新研究[A];1999年全國微波毫米波會議論文集(上冊)[C];1999年

相關(guān)博士學位論文 前7條

1 張燕;大氣壓均勻介質(zhì)阻擋放電的實驗研究及其對丙綸無紡布的表面改性[D];大連理工大學;2009年

2 柳娟;大功率射頻CO_2激光器激勵特性研究[D];華中科技大學;2009年

3 顏旭;納米鈷片復合物的靜態(tài)及微波磁性能研究[D];蘭州大學;2012年

4 彭浩;高功率板條CO_2激光器射頻放電技術(shù)研究[D];華中科技大學;2012年

5 李波;高功率軸快流CO_2激光器高效穩(wěn)定放電方法研究[D];華中科技大學;2010年

6 舒樺;強激光加載下準等熵壓縮及材料強度特性研究和高時空分辨VISAR研制[D];中國工程物理研究院;2013年

7 徐成植;40Gb/s電吸收調(diào)制激光器及其封裝技術(shù)的研究[D];華中科技大學;2012年

相關(guān)碩士學位論文 前10條

1 曹鋒光;中小功率射頻激勵CO_2激光器電源的研究[D];華中科技大學;2005年

2 舒樺;激光狀態(tài)方程實驗中的誤差相關(guān)性研究及數(shù)據(jù)在線處理程序開發(fā)[D];中國工程物理研究院;2005年

3 譚明磊;高功率CO_2激光器射頻電源分析和設(shè)計[D];華中科技大學;2008年

4 王雅芬;通用多功能水聲信號處理系統(tǒng)及其應(yīng)用[D];西北工業(yè)大學;2007年

5 李宏;常壓射頻容性氬/氮二元混合氣體等離子體放電特性的研究[D];大連理工大學;2013年

6 楊星;基于超聲激勵的頻率跟蹤技術(shù)[D];陜西師范大學;2013年

7 陳海清;射頻激勵CO_2激光器電源的研究[D];華中科技大學;2007年

8 楊麗麗;微波近場輻射的研究[D];山東大學;2009年

9 劉鑫鑫;基于微晶玻璃傳導腔的頻率鏈系統(tǒng)及調(diào)制器的射頻阻抗匹配[D];山西大學;2013年

10 趙娜;基于微帶縫環(huán)諧振器的小功率微波等離子體激勵的研究[D];華東師范大學;2007年

，

本文編號：2282639