一种抑制超声换能器拖尾信号的方法

发布时间：2021-10-24 03:47

　　超声换能器在脉冲信号激励下产生的拖尾信号,在进行短距离的超声测量时,容易淹没有效的回波信号,从而产生测量盲区。为了最大限度地减小拖尾信号,从构造超声换能器的等效电路入手,建立超声振动输出与激励输入之间的传递函数。利用传递函数仿真分析激励时叠加的反向周期数与拖尾信号抑制程度的关系。发现通过叠加特定周期数的反向正弦激励信号,可以将换能器模型的拖尾信号幅度抑制到最低。实验与计算分析发现,当所设计的实验系统的激励信号叠加3.8个反向周期时,对超声换能器的拖尾信号的抑制效果最佳。 

【文章来源】：仪表技术与传感器. 2020,(05)北大核心CSCD

【文章页数】：6 页

【部分图文】：

RLC串联回路

构造激励信号如图3所示。虚线为不叠加反向周期的激励信号,实线为叠加3～4个反向周期的激励信号。其中叠加的反向周期从第10个周期后开始。为了达到最佳抑制拖尾效应的目的,需要选定合适的反向叠加周期数。实际应用中,由于生产工艺和个体误差,探头的实际压电陶瓷固有角频率、阻尼系数均不相同,不同的探头叠加的反向周期数不一定相同,因此需要通过具体的实验才能确定特定超声探头的最优反向叠加周期数。

原始激励为10个周期的正弦激励信号,经过仿真加载,可得在超声换能器上的拖尾信号,如图4所示,在0.1 s之后属于拖尾信号。图5为在原始激励的基础上叠加半个反向周期后的模拟换能器信号与图4的比较图。同原始激励相比,叠加半个反向周期对拖尾信号幅度的抑制效果不佳。

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本文编号：3454515