[發明專利]換能器系統和換能器控制方法

在審

• 申請號: 201610786943.0
• 申請日: 2016-08-31
• 公開（公告）號: CN107774554A
• 公開（公告）日: 2018-03-09
• 發明（設計）人: 吳恒;尚衛華;李靜;李建林;黃寶明
• 申請（專利權）人: 通用電氣公司
• 主分類號: B06B1/06
• 分類號: B06B1/06
• 代理公司: 上海專利商標事務所有限公司31100
• 代理人: 侯穎媖

技術領域

本發明涉及換能器系統和換能器控制方法，尤其涉及抑制換能器的殘余振動和噪聲信號的換能器系統和換能器控制方法。

背景技術

一種現有的換能器利用壓電晶體以壓電效應實現電能和聲能相互轉換。換能器將電信號轉換為機械振動并發出超聲波。超聲波被物體反射回來，被換能器接收并轉換為電能。然而，當電信號停止之后，換能器仍會有殘余的機械振動。當換能器與被測物體之間距離過近時，此殘余的機械振動信號會與被測物體反射回來的回聲信號相重疊，從而影響回聲信號的采樣，因此影響檢測。而且，傳回至換能器的噪聲信號也會引起換能器的振動，使換能器發出超聲波，該超聲波再被反射形成噪聲信號，如此反復噪聲信號的持續時間延長，噪聲信號可能會與回聲信號重疊，影響回聲信號的采樣。

因此，有必要提供一種換能器系統和換能器控制方法用于解決至少部分上述問題。

發明內容

本發明的一個方面在于提供一種換能器系統。該換能器系統包括：換能器，用來發射超聲信號并接收回聲信號；驅動單元，用來驅動所述換能器；接收單元，用來接收由所述換能器轉換的所述回聲信號的電信號；抑制單元，用來抑制所述換能器的殘余振動和所述換能器接收的噪聲信號；及控制器，用來確定是否發生殘余振動，且用來確定是否接收到噪聲信號，并用來在發生殘余振動或接收到噪聲信號時控制所述抑制單元工作。

本發明的另一個方面在于提供一種換能器控制方法。換能器控制方法其包括：驅動換能器發出超聲信號；確定換能器是否發生殘余振動且確定換能器是否接收到噪聲信號；在發生殘余振動或接收到噪聲信號時，抑制所述換能器的殘余振動和所述換能器接收的噪聲信號；及接收由所述換能器轉換的回聲信號的電信號。

附圖說明

通過結合附圖對于本發明的實施方式進行描述，可以更好地理解本發明，在附圖中：

圖1所示為本發明換能器系統的一個實施例的示意圖；

圖2所示為圖1實施例的換能器系統中部分信號的一個實施例的波形圖；

圖3所示為本發明換能器系統的另一個實施例的示意圖；

圖4所示為圖3實施例的換能器系統中部分信號的一個實施例的波形圖；

圖5所示為本發明換能器系統的另一個實施例的示意圖；

圖6所示為圖5實施例的換能器系統中部分信號的一個實施例的波形圖；

圖7所示為本發明換能器系統的另一個實施例的示意圖；

圖8所示為圖7實施例的換能器系統中部分信號的一個實施例的波形圖；

圖9所示為本發明換能器控制方法的一個實施例的流程圖。

具體實施方式

為幫助本領域的技術人員能夠確切地理解本發明所要求保護的主題，下面結合附圖詳細描述本發明的具體實施方式。在以下對這些具體實施方式的詳細描述中，本說明書對一些公知的功能或構造不做詳細描述以避免不必要的細節而影響到本發明的披露。

除非另作定義，本權利要求書和說明書中所使用的技術術語或者科學術語應當為本發明所屬技術領域內具有一般技能的人士所理解的通常意義。本說明書以及權利要求書中所使用的“一個”或者“一”等類似詞語并不表示數量限制，而是表示存在至少一個。“第一”、“第二”以及類似的詞語并不表示任何順序、數量或者重要性，而只是用來區分不同的部分、元件等。“包括”或者“具有”等類似的詞語意指出現在“包括”或者“具有”前面的元件或者物件涵蓋出現在“包括”或者“具有”后面列舉的元件或者物件及其等同元件，并不排除其他元件或者物件。“連接”或者“相連”等類似的詞語并非限定于物理的或者機械的連接，而是可以包括電性的連接，不管是直接的還是間接的。

圖1所示為換能器系統10的一個實施例的示意圖。換能器系統10可通過發射超聲波至目標物體，對目標物體反射的超聲波進行轉換和處理來獲得目標物體相關的參數，例如目標物體的位置、尺寸、運動狀況等。在一個實施例中，換能器系統10用來測量流體(例如液體、氣體或多相流動的媒介)的流速和/或流量。例如，換能器系統10可用于開采碳氫化合物的鉆探井孔的鉆井系統，用來測量鉆井時泥漿的流速和/或流量。但不限于上述應用，換能器系統10還可用于其他應用中，例如用于無損檢測中。在圖示實施例中，換能器系統10用于鉆井時測量管道11中泥漿的流速和/或流量。僅為了更清楚地闡述換能器系統10，下面將結合圖示的應用對換能器系統10進行說明。