[发明专利]一种改善多因素影响的超声波液压测量方法及其系统

摘要

本发明公开了一种改善多因素影响的超声波液压测量方法及其系统，所述的液压测量系统通过测量液压油带压前后超声波在油液中的传播时间差来获得液体压力值。所述的液压测量系统对管径、安装偏差和温度对于测量的影响，分别采用横波斜入射探头、自动增益控制电路、带实时温度补偿的BP神经网络来进行改善。所述的液压测量系统包括处理模块，超声波发射模块，超声回波处理模块，时间测量模块和温度测量模块。所述的液压测量方法，需要完成控制超声波发射，超声回波处理，自动增益调节，时间测量，温度测量，以及基于BP神经网络的数据处理等步骤。本发明改善了多种因素对于液压测量的影响，可靠性高，使用范围广，且具有良好的测量精度。

主权项

一种改善多因素影响的超声波液压测量系统，其特征在于：包括超声波发射探头TRA、超声波接收探头TRB、铂电阻、处理模块、超声波发射模块、超声回波处理模块、时间测量模块和温度测量模块；其中，超声波发射探头TRA、超声波接收探头TRB和铂电阻均设置在待测液压管管壁上，处理模块控制超声波发射模块施加高压脉冲到超声波发射探头TRA上产生超声波，超声波经管壁和油液传播后被超声波接收探头TRB所接收，同时，处理模块控制温度测量模块通过铂电阻启动实时温度测量，然后，超声波接收探头TRB上的回波信号经超声回波处理模块处理后，整形转换为方波信号，并经测量通道选择电路送入时间测量模块进行测量；最后，测量结果送入处理模块作进一步的分析计算；超声波发射探头TRA和超声波接收探头TRB均采用横波斜入射探头；超声回波处理模块包括信号调理电路、AGC电路、比较电路和测量通道选择电路；其中，回波信号的处理过程包括如下步骤：首先，将回波微弱信号滤波并放大，得到滤波并放大后的超声回波信号；然后，将经过信号调理电路后的超声回波信号经选择分离后送入检波电路，得到需要的油液回波信号；再将该油液回波信号送入AGC电路，得到基本恒定的输出；紧接着，将AGC电路的输出送入比较电路，得到所需要的方波信号；最后，该方波信号经测量通道选择电路送入时间测量模块进行测量；时间测量模块以分辨率达50 ps的时间测量芯片作为关键器件；其中，处理模块产生脉冲信号控制超声波发射模块产生超声波的同时将该脉冲信号送入时间测量芯片作为开始信号，超声波回波信号经过超声回波处理模块整形转换为方波信号后送入芯片作为停止信号，以此测量超声波在液压油中的传播时间；超声波发射模块包括产生激发超声波发射探头TRA所需的高压脉冲的激发电路，和控制驱动该激发电路的驱动电路；AGC电路包括峰值保持电路、A/D转换器、D/A转换器和增益可变放大器；其中，应用峰值保持电路对输出信号的幅值进行峰值电压检波并保持，A/D转换器采样这一峰值电压并送入处理模块进行处理；然后，处理模块通过算法计算得到信号的放大倍数并将其通过D/A转换器输出；最后，该输出电压作为增益控制电压被送入增益可变放大器的控制端，进而调节输入信号的幅值，使其达到设定值。