[發(fā)明專利]基于非固有頻率激發(fā)的超聲波風(fēng)速儀抗干擾的裝置及方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201310552254.X
• 申請日: 2013-11-08
• 公開（公告）號: CN103558410A
• 公開（公告）日: 2014-02-05
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 趙小春;孫敏;崔磊;徐立中
• 申請（專利權(quán)）人: 蘇州斯威高科信息技術(shù)有限公司
• 主分類號: G01P5/24
• 分類號: G01P5/24;G01P13/02
• 代理公司: 北京同恒源知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11275
• 代理人: 劉憲池

1.一種基于非固有頻率激發(fā)的超聲波風(fēng)速儀抗干擾的裝置，其特征在于，包括超聲波風(fēng)速儀（1）的第一發(fā)射換能器（2A）、第二發(fā)射換能器（2B）、第一接收換能器（3A）和第二接收換能器（3B），還包括換能器固有頻率測試模塊（4）、非固有頻率換能器激發(fā)源（5）和高衰減率窄帶通濾波器（6），其中，所述換能器固有頻率測試模塊（4）的信號輸出端連接第一發(fā)射換能器（2A）和第二發(fā)射換能器（2B）的信號輸入端，所述換能器固有頻率測試模塊（4）的信號輸入端連接第一接收換能器（3A）和第二接收換能器（3B）的信號輸出端；所述非固有頻率換能器激發(fā)源（5）的信號輸出端連接第一發(fā)射換能器（2A）和第二發(fā)射換能器（2B）的信號輸入端；所述高衰減率窄帶通濾波器（6）的信號輸出端連接第一接收換能器（3A）和第二接收換能器（3B）的信號輸入端。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于非固有頻率激發(fā)的超聲波風(fēng)速儀抗干擾的裝置，其特征在于，所述高衰減率窄帶通濾波器（6）為橢圓型帶通濾波器。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的基于非固有頻率激發(fā)的超聲波風(fēng)速儀抗干擾的裝置，其特征在于，所述換能器固有頻率測試模塊（4）由依次連接的激發(fā)放大模塊（4A）、控制模塊（4B）、信號接收模塊（4C）組成。

4.一種利用如權(quán)利要求1～3任一項所述裝置基于非固有頻率激發(fā)的超聲波風(fēng)速儀抗干擾方法，其特征在于，包括以下步驟：

步驟一，通過頻率掃描方式得到換能器系統(tǒng)的固有頻率；設(shè)定超聲波風(fēng)速儀（1）的換能器標(biāo)稱頻率為f_標(biāo)，換能器固有頻率測試模塊（4）信號輸出端以頻率掃描的方式發(fā)射頻率變化的正弦信號，所述正弦信號的頻率掃描范圍為（f_標(biāo)-5）KHz到（f_標(biāo)+5）KHz；頻率掃描時，頻率每秒增加0.5KHz；在此頻率掃描過程中，換能器固有頻率測試模塊（4）信號接收端同步接收并記錄接收第一接收換能器（3A）和第二接收換能器（3B）輸出的信號幅值；待頻率掃描過程結(jié)束后，換能器固有頻率測試模塊（4）自動判斷接收到的信號幅值最大時所對應(yīng)的激發(fā)頻率，并將該激發(fā)頻率作為換能器系統(tǒng)的固有頻率，設(shè)為f_固，并儲存在換能器固有頻率測試模塊（4）內(nèi)；

步驟二，選擇與換能器系統(tǒng)固有頻率f_固相鄰但不相等的頻率作為正常工作的信號頻率；所述非固有頻率換能器激發(fā)源（5）所輸出的激發(fā)信號為正弦信號，該激發(fā)的正弦信號的頻率設(shè)為f_激，f_激的頻率范圍為（f_固-1.5）KHz到（f_固-3.5）KHz之間；

步驟三，利用高衰減率窄通帶濾波器（6）剔除與固有頻率相等的外界噪聲引起的干擾信號；設(shè)定高衰減率窄通帶濾波器（6）的中心頻率為f_濾，f_濾=f_激，從而可以保證正常工作激發(fā)信號f_激的低衰減通過，同時保證外界噪聲與固有頻率f_固頻率相等的干擾信號的高衰減截止。

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的基于非固有頻率激發(fā)的超聲波風(fēng)速儀抗干擾方法，其特征在于，所述高衰減率窄通帶濾波器（6）可以為有源濾波器或無源濾波器。