超声测距系统设计开题报告.docVIP

毕业设计(论文)开题报告 学 生 姓 名： 学 号： 专 业： 电气工程及其自动化 设计(论文)题目： 超声测距系统设计 指 导 教 师: 2011 年 2 月 24 日 毕 业 设 计（论 文）开 题 报 告 1．结合毕业设计（论文）课题情况，根据所查阅的文献资料，每人撰写 2000字左右的文献综述 文 献 综 述 1 研究背景 测距的原理和方法有很多，根据信息载体的不同可分为光学方法、无线电方法和超声波方法[1]。随着电子技术的发展，先后出现了激光、超声波及红外线等非接触式测距方法。激光测距虽然测距精度高，操作简单，但是受环境的影响比较大，且系统检测维护不便，价格相对昂贵，一般多在军事领域应用。红外测距属于电磁波的一种，超声波是声波测距，实现起来更容易且不受电磁干扰影响。红外传播速度为3x108m/s，超声波在空气中的传播速度为340m/s，其速度相对电磁波是非常慢的，因此在同等距离的情况下，超声波的传播时间远大于红外，往返时间更易测量[1]。 由于超声波方向性好、超声测量无接触，超声波测距系统价格低廉、易实现、信息处理简单可靠，所以利用超声波进行距离和长度的测量越来越受到人们的重视。超声波技术的发展经历了从理论技术的研究到大范围的工业应用。在这期间，雷达技术、激光技术、电子技术等技术的发展对超声波技术不断更新和发展起到了很大的促进作用[2]。 2 国外研究现状 一般认为，关于超声波的研究最初起始于1876年F.Galton的气哨实验，这是人类首次有效产生的高频声波。在之后的三十年中，超声波仍然是一个鲜为人知的东西，由于当时电子技术发展缓慢，对超声波的研究造成了一定程度的影响[3]。 1917年，法国人Langevin使用一种晶体传感器在水下发射和接收相对低频的超声波。这种方法可以用来检测水中是否存在潜艇并进行水下通信联络。在这之后对超声的研究主要体现在电子领域[4]。 1925年，Pierce使用石英传感器和镍传感器来产生和探测超声波，而且频率扩展到兆赫级。至此；Debye,Sears,Lcas分别发现了超声波的衍射光栅，用超声波来研究液体和气体的声学特性方法得到稳定发展。 1927年Hantalnnn和Tro11e解决了超声汽笛的许多细节问题，这些汽笛被证明在流 毕 业 设 计（论 文）开 题 报 告 体中最高功率可达50W。 1929年，Sokolov首先提出用超声波探查金属物内部缺陷的建议。 相隔2年，1931年Mulhauser获准一项关于超声检测方法的德国专利，不过他并未做更多的工作[2]。 4年后，1934年sokolov首次发表了关于在液体槽子里用穿透法作实物试验的结果，他用了各种方法做了实验，用来检测穿过试件的超声能量，其中之一是用简单的光学方法观察液体表面由超声波形成的波纹。德国人Bergrnann在他的论著《ULTRASONIC》中，详细的论述了有关超声波的大量早期资料，该论著一直被认为是该领域的经典之作。 1950年以后，雷达技术的发展大大促进了超声波探伤技术发展；电子计算机、激光技术等新技术的发展又加速了超声波技术的发展。脉冲调制的超声波广泛地应用于无损探测、医疗诊断及各种工业控制中[3]。 1965年，新材料和新技术以及微波传播理论得到深入研究，产生了频率超过IOOGHz的超声波。这些超高频的超声波开始应用于物理学基础研究、通信和计算机技术等领域中。 1980年，美国国家仪器有限公司(NationalInstruments)研发了各种软件技术来进行测试测量。 1992年 FigneroaJ.F提出一种新的超声回波计时方法，该方法利用峰值和相位相加得到回波时延冈。这种方法所能达到的精度指标为：18一34米，误差精度2%。 1997年Kimiyuki等人提出了一种基于像散焦点差探测理论的新的超声波传感器，并证明了它的可行性[5]。 2007年，HanneSElmer利用编码信号对高精度超声波测距系统进行了研究，提出了实现高分辨率的方法。 2008年，美国APRESYS测距仪公司推出了一系列的超声波测高仪，这些测高仪体积小、便于携带，能够满足不同的测高要求。 近几年，电子技术及压电陶瓷材料的发展使超声检测技术得到迅速发展。美国普力塞思公司研制了APRESYS超声波测距仪，实现了高速精确的长宽高测量及面积测量[6]。加拿大柏威腾超声波设备厂研制了各种超声波测量及工业应用设备。在无损探伤、测温、 毕 业 设 计（论 文）开 题 报 告 测距、流量测量、液体成分测量等方面，新的超声检测仪不断出现，应用领域不断扩大。 3 国内研究现状 在我国，超声学的研究始于二十世纪六十年代，1959年至1964年间我国建立了分子声学实验室，