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题名基于FPGA的宽带ADCP流速校准系统
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作者
陈奕基
郭世旭
王萧博
焦君圣
赵鹏
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机构
中国计量大学原位计量教育部重点实验室
浙江省计量科学研究院国家市场监管重点实验室(声学振动精密测量技术)
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出处
《计量学报》
CSCD
北大核心
2024年第7期1064-1072,共9页
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文摘
声学多普勒流速剖面仪(ADCP)可采用声学应答并发射模拟回波的方式开展流速校准,但其校准精度和校准流速下限受系统时钟精度影响,目前基于该方式的ADCP流速校准系统难以针对1 m/s以下小流速进行校准。提供了一种低成本、水池环境可实施的宽带ADCP流速校准系统方案,即基于FPGA设计一套宽带ADCP流速校准系统,采集ADCP发射声波信号并进行处理,再向ADCP发射携带水体流速信息的模拟回波信号,通过模拟流速值与实际输出值的比较,实现ADCP的流速校准。校准系统通过直接数字频率合成和锁相频率合成(DDS+PLL)的技术合成高精度时钟信号,时钟信号驱动信号采集与回放产生高精度模拟回波信号。最后,在小型消声水池内针对中心频率为300 kHz的宽带ADCP开展(0.2~1)m/s小流速校准实验,结果表明,该校准系统的测量不确定度达到(0.5%模拟流速值+0.005)m/s,验证了校准系统的可靠性。
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关键词
水声计量
声学多普勒流速剖面仪
流速校准
频偏应答
FPGA
时钟合成
不确定度评定
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Keywords
hydroacoustic measurement
acoustic doppler current profiler
flow rate clibration
frequency offset response
FPGA
clock synthesis
uncertainty assessment
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分类号
TB95
[机械工程—测试计量技术及仪器]
TB937
[机械工程—测试计量技术及仪器]
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题名微热流矢量传感器的声号筒增敏结构设计
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作者
郝涛涛
郭世旭
胡清扬
王萧博
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机构
中国计量大学原位计量教育部重点实验室
浙江省计量科学研究院国家市场监管重点实验室
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出处
《传感技术学报》
CSCD
北大核心
2024年第12期2029-2036,共8页
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基金
国家自然科学基金青年基金项目(11904346)。
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文摘
为了能有效提高微热流矢量传感器的灵敏度,同时不改变其“8”字指向性,设计了一种微型声振速号筒结构,可以在不增加电噪声的前提下,实现微热流MEMS传感器在工作频段内的物理增敏,且对MEMS芯片起到保护作用。通过COMSOL中的热粘性声学模块,建立声号筒仿真模型对理论方程进行求解,选择最优的双锥管型结构;改变声号筒的尺寸参数,确定声号筒的加工尺寸;将MEMS技术加工的微热流传感器和微米级精度3D打印的声号筒组合成联合增敏单元进行空气声学性能测试。最终实验表明:声号筒增敏结构可提供12 dB@200 Hz的灵敏度增益,联合增敏单元有良好的“8”字指向性,横向抑制比为26.09 dB@500 Hz。
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关键词
微热流矢量传感器
声号筒增敏结构
联合增敏单元
MEMS
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Keywords
u-flown vector sensor
acoustic horn sensitization structure
Joint sensitization unit
MEMS
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分类号
TP212.1
[自动化与计算机技术—检测技术与自动化装置]
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