發(fā)布時間：2024-04-24 02:24

　　風速風向的精確測量,可廣泛應用于氣象預報、航海、環(huán)境監(jiān)測、農(nóng)林業(yè)生產(chǎn)、風力發(fā)電、以及科學研究等領(lǐng)域。傳統(tǒng)的測風儀是接觸式的測量儀表,有機械磨損,誤差大。應運而生的超聲波測風儀克服了傳統(tǒng)測風儀的一些不足,但通過研究發(fā)現(xiàn),國內(nèi)的超聲波測風儀存在一些問題。由于大部分超聲波測風儀設(shè)計了四路驅(qū)動發(fā)射電路、復雜的高速模數(shù)轉(zhuǎn)換以及測溫電路導致電路設(shè)計變得復雜,系統(tǒng)的時間測量精度低導致了風速風向的測量精度低,溫度測量不準確從而不能及時有效進行加熱導致霜雪等惡劣天氣測量誤差大。為了解決以上的問題,本文在時差法的基礎(chǔ)上研究了新的超聲波測風儀設(shè)計方案,主要包括驅(qū)動發(fā)射電路、TDC-GP22測量模塊、接收信號調(diào)理電路、通道選擇電路、加熱電路等。采用時間測量分辨率可以達到22ps的TDC-GP22芯片設(shè)計了高精度時間測量電路保證測風儀的測量精度。設(shè)計了一路驅(qū)動發(fā)射電路實現(xiàn)對四個探頭的驅(qū)動,同時使用TDC-GP22代替常規(guī)的溫度測量電路進行高精度的溫度測量,既簡化了電路設(shè)計又保證了溫度測量的準確性。采用小波變換的固定閾值算法對測量的數(shù)據(jù)進行降噪處理,有效的濾除噪聲干擾,保證測量的準確性和穩(wěn)定性。通過研究不同發(fā)射脈...

【文章頁數(shù)】：71 頁

【學位級別】：碩士

【部分圖文】：

圖1超聲波測風系統(tǒng)原理圖

圖２．２空氣中超聲波傳播距離和頻率的關(guān)系??

比較容易實現(xiàn)，所以它在實際的超聲檢測系統(tǒng)中使用最為廣泛。??超聲波在從聲源向各個方向傳播的過程可用波陣面進行描述，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風儀??根據(jù)計算風速風向方法的不同，超聲波測風的原理大致可以分為多普勒法、互相關(guān)??

測量己經(jīng)可以滿足各種應用場合的需求了，本文設(shè)計的測風儀也選擇二維。根據(jù)探頭的??位置的不同將二維測風儀分為兩種類型，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時差法測風原理圖??

：＼?Ｖｋ／??圖２．５時差法測風原理圖??如圖２．５所示，某一時刻，在換能器探頭Ｓ，Ｎ方向的風速值為ｖ？，超聲波在兩個??探頭間的傳播時間分別為＾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：3963092