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1、第21卷第10期传感技术学报Vol.21No.102008年10月CHINESEJOURNALOFSENSORSANDACTUATORSOct.2008ResearchontheTechniqueofMeasuringTunnelWindSpeedbyUltrasonic3OUBing2jie,DUANFa2jie(StateKeyLabofPrecisionMeasurementTechnology&Instruments,TianjinUniversity,Tianjin300072,China)Abstract:Anewmethodbasedo
2、nthetechnologyofphase2differencedetectiontomeasuretunnelwindspeedbyultrasonicisresearched,andthemeasurementsystemisproposed.Thenewmethodovercomesthedefects(thecomplexityofcircuitandthedifficultyinsignalprocessing)oftraditionaltime2differencemethodandreacheshighmeasureaccuracyin
3、real2timedetectionoftunnelwindspeed.Thenewsystema2doptsoneemittingsensorandtwocouplesofreceivingsensorstomeasurewindspeedintwodifferentran2ges,notonlyensuresmeasurelimitsbutalsoimprovesprecisioninlowwindspeedmeasure.ThesystemcoredasachipmicroprocessorATMEGA128,usesCPLDtorealize
4、highprecisiondigitalphasedetecting.WiththehelpofCPLD,thesystemimprovestheprecisionindataprocessing.Temperaturecompensatingtechniqueisadopttofurtherincreasethemeasureaccuracy.Comparedwiththetraditionalmethods,themeasureprecisionofthesystemisremarkablyimproved.Keywords:ultrasonic
5、;windspeed;time2differencemethod;CPLDEEACC:7820超声波隧道风速测量技术研究3欧冰洁,段发阶(天津大学精密测试技术及仪器国家重点实验室,天津,300372)摘要:研究了一种基于鉴相技术的超声波隧道风速测量方法,建立了风速测量模型。该方法克服了传统时差法电路复杂、信号处理较难的缺点,实现了隧道风速的高精度实时检测。测量系统采用一个传感器连续发射,两对传感器同时接收的结构实现不同风速段的测量,在保证测量范围的同时提高了低风速段的测量精度。系统以单片机ATMEGA128为核心,采用CPLD进行高精度数字鉴相,提高
6、了处理精度;利用温度补偿技术进一步提高测量精度。与传统的测量方法相比,该系统测量精度有较大提高。关键词:超声波;风速;时差法;CPLD中图分类号:U458.1;TB559文献标识码:A文章编号:100421699(2008)1021804204随着我国公路隧道建设与日俱增,隧道环境监上世纪九十年代发展起来的新技术,有良好的性能测与控制成为公路隧道安全运行的重要课题。风速指标:理论上没有测量上限,不要求启动风速;对测大小是隧道环境监测的重要指标,这种特殊环境中量环境要求不高,适应范围广;精度高,易于数字的风速测量应具有实时、精确、简单可靠的特点。隧[2
7、]化。由于上述优点,超声波隧道风速测量技术得道中风速一般在±30m/s以内,属中低风速,目前到广泛应用,目前国内外的同类产品能达到1%的机械式测量、皮托管测量和超声波测量是较为常见测量精度。[3]的隧道风速测量方法。机械式测量要求有启动风根据信号检测原理,超声波风速测量大致可分速,响应速度慢,适合精度要求较低的场合。皮托管为速度差法,频差法,波束偏移法、多普勒法、相关在低风速段灵敏度低,且不适合含烟尘气体的风速法、空间滤波法及噪声法。目前使用最广泛方法的测量,其使用也受到一定限制。超声波测量风速是是速度差法,即利用超声波在顺风和逆风路径上传收稿日期:
8、2008204202修改日期:2008207211第10期欧冰洁,段发阶:超声波隧道风速测量技术研究1805
