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《燕山大学》 2004年
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基于反卷积的超声测距的应用研究

韩非  
【摘要】:在工业生产中,利用超声波进行固体或液体中的距离测量十分普遍,尤其是小距离、微距离测量(如测厚、粗糙度、液位等)。基于超声波的高精度距离的测量越来越受到重视。 本文分析了国内外超声波脉冲回波测距技术的发展概况,在深入研究超声脉冲回波测距法和反卷积原理的基础上,提出了基于反卷积技术的超声测距方案;从理论上论证了用同态反卷积技术提取超声波脉冲回波包络来修正脉冲飞行时间的可行性,并以此为基础设计了高精度的超声波测距系统。 超声波测距系统主要由超声波的收发电路、精密时间测量电路、同态反卷积滤波器构成。在超声波收发电路中为了提高系统测量精度,分别对脉冲产生电路、驱动电路和超声波探头的耦合电路进行了改进。在超声波的时间测量系统中,从理论上分析了精密时间测量方法,并设计了时间测量电路。文中的用门电路实现了数学算法,并用可系统编程的 CPLD(复杂可编程逻辑器件)实现了脉冲发生电路、精密时间测量电路和同态滤波器。反卷积滤波器的设计是测距系统的关键,在反卷积滤波器的设计中,重点讨论的同态反卷积理论的实现方法,并在 CPLD 中,引入了先进的流水线式的设计方法,并用 FFT(快速傅里叶变换)完成了反卷积倒谱滤波过程。 本文提出的超声测距系统改正了传统超声测距的不足之处,并能使系统测量的分辨率达到 10 ns,具有结构简单、集成度高、数据实时检测、误差自动修正等特点,对高精度的超声波距离测量有指导意义。
【学位授予单位】:燕山大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2004
【分类号】:TH761.2

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【引证文献】
中国硕士学位论文全文数据库 前3条
1 李栋;超声回波信号处理与特征提取研究[D];内蒙古大学;2011年
2 祝思文;基于宽带超声传感器的室内定位系统的研究[D];安徽大学;2007年
3 彭丹;非介入式管道超声测压技术研究[D];上海交通大学;2010年
【参考文献】
中国期刊全文数据库 前7条
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【共引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
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9 李炳照;许天周;孙惠;;Warblet变换及其在信号处理中的应用[A];全国第一届嵌入式技术联合学术会议论文集[C];2006年
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1 马云;激光超声技术及其在高压声速测量中的应用[D];中国工程物理研究院;2010年
2 杨瑞明;基于压缩采样的比幅测向方法研究[D];电子科技大学;2010年
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5 杨星海;无线移动环境中滤波多音调制关键技术研究[D];山东大学;2011年
6 杨玉庆;3GPP LTE下行接收系统的数字信号处理与VLSI实现研究[D];复旦大学;2011年
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8 杜英华;合成孔径聚焦超声成像技术研究[D];天津大学;2010年
9 高军哲;多频涡流无损检测的干扰抑制和缺陷检测方法研究[D];国防科学技术大学;2011年
10 贺峰;宽带/超宽带雷达运动人体目标检测与特征提取关键技术研究[D];国防科学技术大学;2011年
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1 李义辉;超声无磨料内圆抛光声学系统及抛光工艺研究[D];河南理工大学;2010年
2 蒋建军;二维超声无磨料抛光工艺参数优选试验研究[D];河南理工大学;2010年
3 刘义付;二维超声无磨料抛光声学系统研究[D];河南理工大学;2010年
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5 胡一枫;基于FPGA的数控折边机控制系统的设计与实现[D];浙江理工大学;2010年
6 郭永强;基于ARM&Linux的单节点声学无线传感平台研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
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8 唐伟杰;水声通信网络节点硬件平台的设计与实现[D];哈尔滨工程大学;2010年
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10 陈伯虎;沙蜇的超声辅助加工技术与即食产品的脱盐研究[D];中国海洋大学;2010年
【同被引文献】
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1 李惠芳;常宁;;基于神经网络的金属与非金属材料粘接质量定量检测[J];北京工业大学学报;2009年08期
2 虞付进;赵燕伟;张克华;;超声检测表面残余应力的研究与发展[J];表面技术;2007年04期
3 宋寿鹏,阙沛文,刘清坤;非介入式超声管道压力测量方法研究[J];传感技术学报;2004年04期
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9 宋利;黄钉劲;阮照军;;超声波石油管道压力测量及应用[J];国外电子测量技术;2006年10期
10 陈国华,张新梅,谢常欢,何湘铂;超声检测中裂纹型缺陷深度的智能识别[J];华南理工大学学报(自然科学版);2005年08期
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1 衡彤;小波分析及其应用研究[D];四川大学;2003年
2 杨涛;基于多传感器融合的油管无损检测与缺陷量化技术研究[D];天津大学;2004年
3 吴瑞明;数字化超声检测系统及关键技术研究[D];浙江大学;2004年
4 彭永胜;基于漏磁检测机理的钢管小缺陷精确量化识别理论及系统研究[D];天津大学;2005年
5 马凤铭;管道漏磁检测中数据压缩及缺陷定量识别技术的研究[D];沈阳工业大学;2006年
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2 何群;超声波流量测量系统的关键技术研究与实现[D];哈尔滨工程大学;2004年
3 隋卫平;高精度实时超声测距技术研究[D];国防科学技术大学;2003年
4 陈莹;基于单片机的超声测距系统[D];华中科技大学;2004年
5 郑大腾;非接触式超声波液压压力检测方法的研究[D];西安科技大学;2005年
6 王红梅;高分辨力超声测距方法的研究[D];山东科技大学;2004年
7 王开云;基于PC平台的数字化超声无损检测系统的开发[D];武汉科技大学;2005年
8 高云超;希尔伯特—黄变换方法的仿真研究[D];哈尔滨工程大学;2005年
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【二级引证文献】
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1 王星;投影屏触摸控制设备的设计[D];辽宁工程技术大学;2010年
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3 任小丽;基于UWB/GIS技术的室内定位系统研究[D];华东师范大学;2010年
4 朱晓丽;薄板复合材料粘接缺陷超声检测的全加权增量支持向量机量化识别研究[D];内蒙古大学;2012年
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6 康利利;基于LabVIEW的压缩机振动分析与故障诊断方法研究[D];内蒙古大学;2012年
7 秦卓;铁红蒸氨槽氨压控制系统研究[D];中南大学;2012年
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9 钟远;催化主风机状态监测及诊断系统的分析和应用[D];内蒙古大学;2012年
10 韩雪原;基于WSN的化工厂人员定位系统节点设计[D];杭州电子科技大学;2013年
【二级参考文献】
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【相似文献】
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2 王英民;最优化技术及其在水声信号处理中的应用[D];西北工业大学;2002年
3 李栋栋;以荧光显微技术研究细胞内囊泡转运和胞吐[D];华中科技大学;2005年
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7 邓小宇;面向智能视频监控的前景提取和动作识别技术研究[D];浙江大学;2012年
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10 王晓伟;基于声发射技术的旋转机械碰摩故障诊断研究[D];哈尔滨工业大学;2009年
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1 严博;一种新型光通道功率监视器的研究与开发[D];复旦大学;2010年
2 曹刚;双通道反卷积解的性质及快速算法[D];四川大学;2001年
3 陈扬钛;反卷积网络图像表述与复原[D];国防科学技术大学;2011年
4 张跃远;超宽带高功率天线及实验研究[D];国防科学技术大学;2003年
5 韩非;基于反卷积的超声测距的应用研究[D];燕山大学;2004年
6 董湘君;基于小波域的数字图像复原研究[D];华南师范大学;2005年
7 朱莉莉;散射介质中光的超声调制原理及数值模拟和实验[D];福建师范大学;2005年
8 蔡晓燕;医学超声信号反卷积研究[D];东南大学;2006年
9 王世刚;基于现代时间序列分析方法的通用信息融合白噪声估值器[D];黑龙江大学;2008年
10 李功燕;材料声阻抗高精度重建关键技术的研究[D];浙江大学;2004年
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