發(fā)布時(shí)間：2024-04-24 02:24

　　風(fēng)速風(fēng)向的精確測(cè)量,可廣泛應(yīng)用于氣象預(yù)報(bào)、航海、環(huán)境監(jiān)測(cè)、農(nóng)林業(yè)生產(chǎn)、風(fēng)力發(fā)電、以及科學(xué)研究等領(lǐng)域。傳統(tǒng)的測(cè)風(fēng)儀是接觸式的測(cè)量?jī)x表,有機(jī)械磨損,誤差大。應(yīng)運(yùn)而生的超聲波測(cè)風(fēng)儀克服了傳統(tǒng)測(cè)風(fēng)儀的一些不足,但通過研究發(fā)現(xiàn),國(guó)內(nèi)的超聲波測(cè)風(fēng)儀存在一些問題。由于大部分超聲波測(cè)風(fēng)儀設(shè)計(jì)了四路驅(qū)動(dòng)發(fā)射電路、復(fù)雜的高速模數(shù)轉(zhuǎn)換以及測(cè)溫電路導(dǎo)致電路設(shè)計(jì)變得復(fù)雜,系統(tǒng)的時(shí)間測(cè)量精度低導(dǎo)致了風(fēng)速風(fēng)向的測(cè)量精度低,溫度測(cè)量不準(zhǔn)確從而不能及時(shí)有效進(jìn)行加熱導(dǎo)致霜雪等惡劣天氣測(cè)量誤差大。為了解決以上的問題,本文在時(shí)差法的基礎(chǔ)上研究了新的超聲波測(cè)風(fēng)儀設(shè)計(jì)方案,主要包括驅(qū)動(dòng)發(fā)射電路、TDC-GP22測(cè)量模塊、接收信號(hào)調(diào)理電路、通道選擇電路、加熱電路等。采用時(shí)間測(cè)量分辨率可以達(dá)到22ps的TDC-GP22芯片設(shè)計(jì)了高精度時(shí)間測(cè)量電路保證測(cè)風(fēng)儀的測(cè)量精度。設(shè)計(jì)了一路驅(qū)動(dòng)發(fā)射電路實(shí)現(xiàn)對(duì)四個(gè)探頭的驅(qū)動(dòng),同時(shí)使用TDC-GP22代替常規(guī)的溫度測(cè)量電路進(jìn)行高精度的溫度測(cè)量,既簡(jiǎn)化了電路設(shè)計(jì)又保證了溫度測(cè)量的準(zhǔn)確性。采用小波變換的固定閾值算法對(duì)測(cè)量的數(shù)據(jù)進(jìn)行降噪處理,有效的濾除噪聲干擾,保證測(cè)量的準(zhǔn)確性和穩(wěn)定性。通過研究不同發(fā)射脈...

【文章頁(yè)數(shù)】：71 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

圖1超聲波測(cè)風(fēng)系統(tǒng)原理圖

圖２．２空氣中超聲波傳播距離和頻率的關(guān)系??

比較容易實(shí)現(xiàn)，所以它在實(shí)際的超聲檢測(cè)系統(tǒng)中使用最為廣泛。??超聲波在從聲源向各個(gè)方向傳播的過程可用波陣面進(jìn)行描述，根據(jù)波陣面的形狀的??不同分為平面波、球面波和柱面波［３°］，如圖２．１所示。在實(shí)際的情況下，聲源大都是??尺寸有限的平面，產(chǎn)生的波形不是純粹的的平面波或者球面波，是....

圖２．３兩種類型超聲波測(cè)風(fēng)儀??根據(jù)計(jì)算風(fēng)速風(fēng)向方法的不同，超聲波測(cè)風(fēng)的原理大致可以分為多普勒法、互相關(guān)??

測(cè)量己經(jīng)可以滿足各種應(yīng)用場(chǎng)合的需求了，本文設(shè)計(jì)的測(cè)風(fēng)儀也選擇二維。根據(jù)探頭的??位置的不同將二維測(cè)風(fēng)儀分為兩種類型，一種是換能器探頭在儀器頂部，沒有反射面，??這種叫做外部懸掛式，如圖２．３?（ａ）所示；另一種是換能器探頭在儀器內(nèi)部，有反射面，??這種叫做內(nèi)部反射式，如圖２．３?....

圖２．５時(shí)差法測(cè)風(fēng)原理圖??

：＼?Ｖｋ／??圖２．５時(shí)差法測(cè)風(fēng)原理圖??如圖２．５所示，某一時(shí)刻，在換能器探頭Ｓ，Ｎ方向的風(fēng)速值為ｖ？，超聲波在兩個(gè)??探頭間的傳播時(shí)間分別為＾和＾?，聲波在空氣中的傳播速度為ｃ。則可以得到：??ｄ?ｄ??ｔｓＮ＝、，ｔＮＳ＝＾７Ｎ?（２＇１３）??ｄ（?＼?１?、??ｖｗ＝....

本文編號(hào)：3963092