一种基于压电复合晶片的单频超声悬移质测量系统及方法技术方案

本发明专利技术提供一种基于压电复合晶片的单频超声悬移质测量系统及方法，该系统包括依次连接的测量探头、数据采集设备、数据传输设备、用户端；所述测量探头包括外壳、安装于外壳的整流块以及集成装配在整流块上的发射晶片、环状接收晶片；所述数据采集设备用于接收超声波的散射回波，并对散射回波进行放大和转换成散射数据；所述用户端用于对散射数据进行数字信号处理得到声强信息，通过时域分析对散射回波信号有效段的幅值进行叠加计算，反演得到泥沙浓度。本发明专利技术首次将压电复合材料用于河流泥沙测量，有助于提高信噪比和提高信号发射频率，同时复合压电晶片尺寸较小，可以对探头外观结构进行微化，有助于减小测量盲区和提高精度。

【技术实现步骤摘要】
一种基于压电复合晶片的单频超声悬移质测量系统及方法
本专利技术涉及河流泥沙检测
，具体是一种基于压电复合晶片的单频超声悬移质测量系统及方法。
技术介绍
天然河流中悬浮泥沙的浓度与级配是重要的水文与环境参数，水流与泥沙之间运动耦合，相互影响。现已有的悬移质泥沙浓度的测量方法包括：采样分析法、光学检测法、声学检测法、图像观测法等。传统的野外现场采样、实验室内作业分析的模式仍在持续，尽管测量精度高，但是这种含沙量测量方法较为落后，耗时耗力。光学检测方法采用光学手段测量天然河流水流中的含沙浓度与级配，大致可分为透射法、浊度法、光学反向散射法和激光衍射法。由于不同基质、粒径和颜色的泥沙颗粒对光的散射性能差异较大,用光学浊度计和LISTT系列产品进行实时测量时依赖于经验关系，仪器的适用性和稳定性都不能满足水文测验规范的要求，而且LISST测量误差较大。图片类方法则是利用先进的高像素高精度的微相机设备拍摄照片，能清晰反映粒子的尺度特征，并且能通过计算得到浓度，但此类仪器设备存在结构方面的不足，难以得到理想的结果。声学检测法则是利用超声波本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于压电复合晶片的单频超声悬移质测量系统，其特征在于：包括依次连接的测量探头、数据采集设备、数据传输设备、用户端；所述测量探头包括外壳、安装于外壳的整流块以及集成装配在整流块上的发射晶片、环状接收晶片，所述发射晶片用于向待测水体发射超声信号，环状接收晶片用于进行水体的散射回波信号接收；所述数据采集设备包括信号发送单元、信号采集单元，信号发送单元与发射晶片连接，用于为发射晶片提供激发超声波的能量并控制发射晶片激发的频率，信号采集单元与环状接收晶片连接，用于接收超声波的散射回波，并对散射回波进行放大和转换成散射数据；所述用户端用于对散射数据进行数字信号处理得到声强信息，通过时域分析对散射回...

【技术特征摘要】
1.一种基于压电复合晶片的单频超声悬移质测量系统，其特征在于：包括依次连接的测量探头、数据采集设备、数据传输设备、用户端；所述测量探头包括外壳、安装于外壳的整流块以及集成装配在整流块上的发射晶片、环状接收晶片，所述发射晶片用于向待测水体发射超声信号，环状接收晶片用于进行水体的散射回波信号接收；所述数据采集设备包括信号发送单元、信号采集单元，信号发送单元与发射晶片连接，用于为发射晶片提供激发超声波的能量并控制发射晶片激发的频率，信号采集单元与环状接收晶片连接，用于接收超声波的散射回波，并对散射回波进行放大和转换成散射数据；所述用户端用于对散射数据进行数字信号处理得到声强信息，通过时域分析对散射回波信号的幅值进行叠加计算，反演得到泥沙浓度。


2.如权利要求1所述的基于压电复合晶片的单频超声悬移质测量系统，其特征在于：所述发射晶片和接收晶片采用压电复合晶片制成。


3.如权利要求1所述的基于压电复合晶片的单频超声悬移质测...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨文俊，景思雨，林海立，薛强，宫平，陈越，
申请(专利权)人：长江水利委员会长江科学院，
类型：发明
国别省市：湖北;42