[发明专利]用于超声波空化强度测量的变送器

说明书

本发明公开了一种用于超声波空化强度测量的变送器。本发明包括传感器模块、电源管理模块、信号处理模块、控制模块、通讯模块和输入输出模块。所述的传感器模块由基于压电效应的双水听器模块组成。所述的电源管理模块包括8.5V电源输入模块和3.3V电压转换模块。所述的信号处理模块包括电压放大模块。所述的输入输出模块包括输入模块和4‑20mA输出模块。所述的控制模块包括滤波单元、频率测量单元和空化强度测量单元。所述的滤波单元包括剔除奇异项；滤除高斯白噪声和有色噪声以及平滑数据。所述的频率测量单元采用快速傅立叶变换法。本发明采用双水听器提供稳定可靠的采集信号，可以同时测量到空化的声压和质点振数，利用相关公式得出精确的结果。

技术领域

本发明属于工业测量技术领域，具体涉及一种用于超声波空化强度测量的变送器。

背景技术

随着超声波技术的发展，超声效应已被广泛应用于许多行业，空化强度是超声波系统一个最主要的指标。液体中超声波的作用机理较为复杂，超声空化效应会在声场中产生局部高温高压环境，双水听器是将空化强度转换成便于测量和传输的信号，其在空化效应环境中测量到的数据携带大量噪声信息，双水听器模块是使用两个方向相对且相距较近的水听器分别测量两点的声压值，通过算法间接得到空化强度；而常规水听器模块对空化效应的信号处理方法获取信号途径简单且干扰较多、处理算法简单、测量精度也相对较低，难以满足空化强度测量仪在现场的测量要求。

发明内容

本发明针对现有技术的不足，提供了一种用于超声波空化强度测量的变送器。

本发明包括传感器模块、电源管理模块、信号处理模块、控制模块、通讯模块和输入输出模块。

所述的传感器模块由基于压电效应的双水听器模块组成。

所述的电源管理模块包括8.5V电源输入模块和3.3V电压转换模块，8.5V电源输入模块为信号处理模块中的电压放大模块提供稳定的8.5V电压，电源管理模块中的3.3V电压转换模块为控制模块、通讯模块和输入输出模块提供稳定的3.3V电压。

所述的信号处理模块包括电压放大模块。

所述的输入输出模块包括输入模块和4-20mA输出模块。

所述的控制模块包括滤波单元、频率测量单元和空化强度测量单元。

所述的滤波单元包括剔除奇异项；滤除高斯白噪声和有色噪声以及平滑数据。

所述的频率测量单元采用快速傅立叶变换法。

所述的空化强度测量单元具体是：