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二维超声波风速风向传感器风向信号修正方法 被引量:3
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作者 李静海 曾明 张小内 《传感器与微系统》 CSCD 2016年第11期12-14,22,共4页
针对二维超声波风速风向传感器输出的风向信号普遍存在风向角瞬变的问题,研究了产生风向角瞬变现象的原因,并提出了一种基于幅值—符号分解的风向修正算法。理论分析和实验结果表明:风向信号中的风向角瞬变是由传感器的量程限制造成的;... 针对二维超声波风速风向传感器输出的风向信号普遍存在风向角瞬变的问题,研究了产生风向角瞬变现象的原因,并提出了一种基于幅值—符号分解的风向修正算法。理论分析和实验结果表明:风向信号中的风向角瞬变是由传感器的量程限制造成的;基于幅值—符号分解的风向修正算法能在不改变风向角所表征的方位特征的前提下消除风向角瞬变。 展开更多
关键词 风向信号 二维超声波风速风向传感器 幅值—符号分解 风向修正
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基于二次分数低阶协方差的超声波风速风向测量方法
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作者 刘小松 任玮 +1 位作者 单泽彪 刘云清 《太阳能学报》 北大核心 2025年第9期34-41,共8页
为解决强脉冲噪声背景下超声波测风系统性能衰退、受环境噪声影响稳定性较差等问题,提出一种基于二次分数低阶协方差的三阵元超声波风矢量测量方法。三阵元超声波阵列结构由3个收发一体式的超声波换能器构成,依托该系统结构并结合二次... 为解决强脉冲噪声背景下超声波测风系统性能衰退、受环境噪声影响稳定性较差等问题,提出一种基于二次分数低阶协方差的三阵元超声波风矢量测量方法。三阵元超声波阵列结构由3个收发一体式的超声波换能器构成,依托该系统结构并结合二次分数低阶协方差算法求得超声波传播时间,进而得到风矢量估测值。通过搭建的实际测风系统以及对比仿真实验证实了该文方法的有效性。在实际测量中风速风向角的最大测量误差分别为2.2%和2.4°,测量精度满足超声波风速风向测量的基本要求。 展开更多
关键词 风速风向测量 超声波测量 时延测量 次分数低阶协方差 脉冲噪声
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基于ESB波束形成的超声波传感器风速风向测量 被引量:10
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作者 鲁胜麟 单泽彪 +1 位作者 刘小松 史红伟 《仪表技术与传感器》 CSCD 北大核心 2021年第10期115-119,共5页
针对超声波测风仪风速风向测量精度不高、对噪声抑制能力弱的问题,提出了一种基于特征空间(ESB)波束形成算法的阵列式超声波传感器风速风向测量方法。首先通过超声波传感器阵列接收空间信号冗余信息,然后采用ESB波束形成算法对空间信号... 针对超声波测风仪风速风向测量精度不高、对噪声抑制能力弱的问题,提出了一种基于特征空间(ESB)波束形成算法的阵列式超声波传感器风速风向测量方法。首先通过超声波传感器阵列接收空间信号冗余信息,然后采用ESB波束形成算法对空间信号冗余信息进行加权处理,实现空域滤波,最后从阵列输出功率谱中得到待测风速风向角信息。实验结果表明:基于ESB波束形成算法的风速风向测量方法具有较强的噪声抑制能力,在信噪比为0 dB时,风速风向均方根误差分别为0.22 m/s和0.78°,基本达到了超声波测风仪的设计要求。 展开更多
关键词 风速风向测量 波束形成算法 阵列式超声波传感器 噪声抑制
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煤矿用超声波式风速风向传感器设计 被引量:7
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作者 刘丽丽 《工矿自动化》 北大核心 2014年第9期103-106,共4页
为了监测煤矿瓦斯突出事故导致的瓦斯逆流情况,应用超声波时差法原理设计了煤矿用超声波式风速风向传感器。该传感器利用超声波发射、接收的时差与风速、风向的关系,经过运算得到被测风向和风速。测试结果表明,该传感器稳定性强,测量精... 为了监测煤矿瓦斯突出事故导致的瓦斯逆流情况,应用超声波时差法原理设计了煤矿用超声波式风速风向传感器。该传感器利用超声波发射、接收的时差与风速、风向的关系,经过运算得到被测风向和风速。测试结果表明,该传感器稳定性强,测量精度高,风速测量范围为0.4~15m/s,误差不超过0.3m/s,风向测量范围为0~360°,误差不超过3°。 展开更多
关键词 超声波传感器 风速测量 风向测量 时差法
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基于二次相关的超声波风速风向测量方法 被引量:10
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作者 单泽彪 于渤力 +1 位作者 徐再祥 刘小松 《仪器仪表学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第4期322-329,共8页
为解决超声波测风仪存在的抑制噪声能力不足、受环境温湿度等影响导致稳定性差等问题,提出一种基于二次相关算法的三阵元超声波测风方法。首先结合超声波测风原理设计了一种三阵元测风结构,该结构包含3个收发一体式超声波换能器;其次依... 为解决超声波测风仪存在的抑制噪声能力不足、受环境温湿度等影响导致稳定性差等问题,提出一种基于二次相关算法的三阵元超声波测风方法。首先结合超声波测风原理设计了一种三阵元测风结构,该结构包含3个收发一体式超声波换能器;其次依据该系统结构给出一种基于二次相关的超声波传播时间测量方法,利用二次相关算法对噪声抑制更强的性能可有效提高风速风向测量的精度,并从理论上说明了所提测风方法不受超声波本身传播速度即环境温湿度对其的影响。最后通过模拟仿真实验和搭建的实际测量系统对所提方法进行了有效性验证。在实际测量中风速风向角的最大测量误差分别为2.0%和2.1°,基本达到了超声波风速风向测量的精度要求。 展开更多
关键词 风速风向测量 超声波测风 次相关 时延估计
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互射式三阵元超声波传感器的二次相关测风方法 被引量:8
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作者 单泽彪 解晓冉 +1 位作者 刘小松 韩明轩 《电子学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第9期2428-2436,共9页
针对现有的超声波测风仪测量精度不高、受环境温湿度及阴影效应等因素影响较大等问题,提出了一种基于二次相关的互射式三阵元超声波测风方法.所提方法采用三阵元互射式阵列结构并结合二次相关的时延估计算法进行超声波传播时间测量,进... 针对现有的超声波测风仪测量精度不高、受环境温湿度及阴影效应等因素影响较大等问题,提出了一种基于二次相关的互射式三阵元超声波测风方法.所提方法采用三阵元互射式阵列结构并结合二次相关的时延估计算法进行超声波传播时间测量,进而根据超声波传播时间与风速风向的关系得到风速风向值.所提方法具有较强的噪声抑制能力,而且可减小阴影效应及消除温湿度对风速风向测量的影响.通过模拟仿真实验以及搭建的互射式三阵元超声波测风系统对所提方法进行了有效性验证和实测数据验证.实验结果表明,与正交对射式测量方法、阵列式测风方法以及基于一次相关的互射式三阵元测风方法相比,所提方法具有更高的测风精度.在实测实验中风速测量的相对误差为2.38%、风向测量的误差为2.3°,基本达到了超声波测风的技术要求. 展开更多
关键词 风速风向测量 超声波测风 互射式三阵元 次相关 阴影效应
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基于FPGA时差法超声波风速风向仪前端电路的设计 被引量:7
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作者 王葵军 谢扩军 《电测与仪表》 北大核心 2010年第7期74-76,80,共4页
在风能发电中,风速风向仪对系统有着极其重要的作用。本文介绍了时差法测量风速风向的原理。与传统设计不同的是,系统设计了基于低压驱动探头的驱动电路,降低了成本,减少系统因高压带来的干扰。在信号调理模块中,采用了集成低噪声放大... 在风能发电中,风速风向仪对系统有着极其重要的作用。本文介绍了时差法测量风速风向的原理。与传统设计不同的是,系统设计了基于低压驱动探头的驱动电路,降低了成本,减少系统因高压带来的干扰。在信号调理模块中,采用了集成低噪声放大器和滤波器。实验结果验证,各个模块的设计均符合系统的要求。 展开更多
关键词 风能发电 超声波风速风向传感器 时差法 低压驱动 FPGA
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矿用对射式风速风向传感器设计
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作者 安赛 赵忠辉 +2 位作者 张浪 李伟 彭然 《工矿自动化》 CSCD 北大核心 2024年第4期50-54,共5页
针对目前风速传感器启动风速高、设计方案复杂、无法准确测量巷道整个断面平均风速的问题,基于超声波对射式测风原理,设计了以STM32为核心的矿用对射式风速风向传感器,介绍了传感器总体结构、收发电路设计、滤波算法及软件流程。该传感... 针对目前风速传感器启动风速高、设计方案复杂、无法准确测量巷道整个断面平均风速的问题,基于超声波对射式测风原理,设计了以STM32为核心的矿用对射式风速风向传感器,介绍了传感器总体结构、收发电路设计、滤波算法及软件流程。该传感器改变了以点带面的测风方式,通过大距离(5~12 m)超声测风技术测量巷道中线风速,以该风速代表整个巷道的平均风速,提高了巷道风速测量的准确性和实时性。依据设计方案研发了测试样机,在环形风洞中的测试结果表明,该传感器测量值与风速标准值在0.1~15 m/s内具有较好的一致性,测量误差小于0.1 m/s,能够满足智能化矿井对巷道风速测量精度的要求。 展开更多
关键词 智能化通风 风速风向传感器 巷道断面风速 超声波测风 对射式测风 巷道中线风速
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基于二次相关的双阵元接收阵列超声波风矢量测量 被引量:4
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作者 单泽彪 韩明轩 +1 位作者 谢世娟 刘小松 《电子测量与仪器学报》 CSCD 北大核心 2023年第8期113-119,共7页
针对在低信噪比条件下超声波风速风向测量精度低的问题,提出一种基于二次相关法的双阵元接收阵列超声波风速风向测量方法。首先采用由一个超声波发射传感器和两个接收传感器组成的阵列结构,其次在该系统结构基础上给出一种基于二次相关... 针对在低信噪比条件下超声波风速风向测量精度低的问题,提出一种基于二次相关法的双阵元接收阵列超声波风速风向测量方法。首先采用由一个超声波发射传感器和两个接收传感器组成的阵列结构,其次在该系统结构基础上给出一种基于二次相关的超声波传播时间测量方法,利用二次相关算法对噪声抑制更强的性能可有效提高风速风向测量的精度。最后通过模拟仿真实验对所提测风方法进行有效性验证,并通过双阵元测风系统进行了实测数据验证。实验结果表明,基于二次相关算法的双阵元接收阵列超声波传感器风速风向测量方法具有较强的噪声抑制能力,在实测环境下风速风向最大测量误差分别为0.24 m/s和2.4°,基本达到了超声波测风仪的设计要求。 展开更多
关键词 超声波测风 风速风向测量 次相关 双阵元阵列结构
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二维声源定位算法仿真 被引量:3
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作者 董洪光 李新光 《电子测量技术》 2004年第2期35-36,共2页
文中提出新的高精度,快速二维声源定位算法。计算机采集四个声音传感器,一个风速传感器和一个风向传感器的信号,计算出声源的位置和当地的声速。用 MatLab 语言进行的仿真分析结果以及用 VB 所设计的交互式虚拟二维声源定位系统软件的... 文中提出新的高精度,快速二维声源定位算法。计算机采集四个声音传感器,一个风速传感器和一个风向传感器的信号,计算出声源的位置和当地的声速。用 MatLab 语言进行的仿真分析结果以及用 VB 所设计的交互式虚拟二维声源定位系统软件的使用表明,该算法是实用和有效的。 展开更多
关键词 声源定位 声音传感器 风速传感器 风向传感器 极小值搜索
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