专利名称：一种超声波非接触物体振动测量系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及超声波振动测量仪，尤其指一种超声波非接触物体振动测量系统。
背景技术：
现有超声波测量仪， 一般由超声波传感器、测量硬件和显示器所组成。一 般仅能用于不连续的静态物体距离的测量。其中超声波传感器常用于测量距 离，并且为非连续的测量。然而在对汽车弹簧，桥梁等振动物体的检测中，或 者高速转弯汽车的倾斜度检测中，往往需要连续测量所述物体的振动。
另外，超声波在空间有子波，这样接收到的信号有子波所造成的干扰，特 别是连续信号，干扰就特别严重。同时，来自非目标的干扰也会混在有用信号 中。而使用硬件完成超声波振动测量，要将无用及干扰信号进行有效去除，以 及对信号相位的甄别及数据的分析和处理的话，其所实现系统将会非常庞大并 且很难准确满足要求。因此如何采用一种简捷的方式来实现该功能， 一直为本 申请人:研究的内容之一。
再者，现有的超声波测量仪在使用范围上和性价比上有局限性，例如不 能进行动态连续测量，数据的分析和处理功能不强，硬件开销比较大。
发明内容
本发明旨在提供一种非接触连续测量、且通用性较强、具有强大的数据处 理和分析功能且成本较低的超声波非接触物体振动测量系统。
本发明之一， 一种超声波非接触物体振动测量系统。它包括超声波传感器、 与该超声波传感器连接的接线盒、与该接线盒连接的数据卡、与该数据卡连接 的数据分析处理装置，其中数据分析处理装置，用于产生连续波和对所述超 声波传感器接收到的物体振动连续信号进行处理、分析和显示，从而完成对物 体振动的测量。在上述的超声波非接触物体振动测量系统中，数据分析处理装置能够根据 被测对象所需要的测量幅度、频率和精度来进行相应的调整完成测量要求。
在上述的超声波非接触物体振动测量系统中，超声波传感器包括超声波传 感器本体和在其外端配套设有的一个用于去除多次回波干扰及非被测物体干
扰的引导管。
本发明之二， 一种超声波非接触物体振动测量方法。其包括下列步骤
1) 在数据分析处理装置上产生连续的被调制的正弦波；
2) 对不同大小信号进行区别幅度甄别，对干扰进行去除添加窗口，滤 波，从而获取有用信号；
3) 对有用信号相位进行初始化、相位的甄别及计算相位移；
4) 对数据处理，分析，保存、读取和显示给出了图形语言算法。 在上述的超声波非接触物体振动测量方法中，还包括增加合作目标以扩展测
量距离和应用的步骤。
由于采用了上述的技术解决方案，本发明使用超声波传感器进行了非接触大幅 度的振动或位移的动态连续测量，在测量过程中所涉及的多次回波的干扰及非被测 物体的干扰进行有效的去除，同时实现强大的数据处理和分析。本发明通用性较强， 成本较低。
图1是本发明超声波非接触物体振动测量系统的结构示意图； 图2是本发明超声波非接触物体振动测量系统中超声波传感器的结构示意图。
具体实施例方式
如图1所示，本发明，即一种超声波非接触物体振动测量系统，包括超声 波传感器1、与该超声波传感器1连接的接线盒2、与该接线盒2连接的数据 卡3、与该数据卡3连接的数据分析处理装置4，其中
数据分析处理装置4，用于产生连续波和对所述超声波传感器接收到的物 体振动连续信号进行处理、分析和显示，从而完成对物体振动的测量。
其中
数据分析处理装置4是由计算机和计算机图形软件LabVIEW完成对物体振动的测量。
图形软件LabVIEW使用G语言进行编程实现对信号相位的甄别及数据的 分析和处理，即使用软件实现硬件的功能。
另外，数据分析处理装置4可以根据不同测量的具体要求对软件的程序做 出相应的改变，比如测量对象的最大幅度，频率和需要的精度，g卩测量频率 和幅度和可以按照要求由软件调整。精度为毫米。
参见图2，在振动物体5的远处，设有两个超声波传感器6，每个超声波 传感器包括其本体6和在其外端配套设有的一个用于去除多次回波干扰及非被 测物体干扰的引导管7。通过该引导管7切断了子波的回路，使得接收的方向 性很好，从而使以上提到的干扰降到最小的程度。
本发明还提供了一种超声波非接触物体振动测量方法，包括下列步骤
1) 在数据分析处理装置上产生连续的被调制的正弦波；
2) 对不同大小信号进行区别幅度甄别，对干扰进行去除添加窗口， 滤波，从而获取有用信号；
3) 对有用信号相位进行初始化、相位的甄别及计算相位移；
4) 对数据处理，分析，保存、读取和显示给出了图形语言算法。
5) 增加合作目标以扩展测量距离和应用的步骤。
综上所述，本发明使用计算机数据卡把数据采集进来，然后用图形化软件 Lab VIEW进行G语言编程，从而实现所有的数据处理，分析和显示功能。本 发明可以对物体的位移(特别是振动)进行非接触连续测量。因此可以对被测 量物体的振动阻尼进行测量和分析，从而给出疲劳程度的评估。它可应用在对 汽车弹簧，桥梁等振动物体的检测。也可以检测高速转弯的汽车的倾斜度，进 一步计算出车体的重心。本发明较高层次地实现了超声波传感器的一种新的应 用，并将其与计算机接口及数据分析和处理进行有机的结合，从而完成对物体
振动的测量和分析。
以上结合附图实施例对本发明进行了详细说明，本领域中普通技术人员可 根据上述说明对本发明做出种种变化例。因而，实施例中的某些细节不应构成 对本发明的限定，本发明将以所附权利要求书界定的范围作为本发明的保护范 围。
权利要求
1. 一种超声波非接触物体振动测量系统，其特征在于它包括超声波传感器、与该超声波传感器连接的接线盒、与该接线盒连接的数据卡、与该数据卡连接的数据分析处理装置，其中数据分析处理装置，用于产生连续波和对所述超声波传感器接收到的物体振动连续信号进行处理、分析和显示，从而完成对物体振动的测量。
2. 根据权利要求1所述的超声波非接触物体振动测量系统，其特征在于 所述的数据分析处理装置能够根据被测对象所需要的测量幅度、频率和精度来 进行相应的调整完成测量要求。
3. 根据权利要求l所述的超声波非接触物体振动测量系统，其特征在于 所述的超声波传感器包括超声波传感器本体和在其外端配套设有的一个用于 去除多次回波干扰及非被测物体千扰的引导管。
4. 一种超声波非接触物体振动测量方法，包括下列步骤1) 在数据分析处理装置上产生连续的被调制的正弦波；2) 对不同大小信号进行区别幅度甄别，对干扰进行去除添加窗口，滤 波，从而获取有用信号；3) 对有用信号相位进行初始化、相位的甄别及计算相位移；4) 对数据处理，分析，保存、读取和显示给出了图形语言算法。.
5. 根据权利要求4所述的超声波非接触物体振动测量方法，其特征在于 还包括增加合作目标以扩展测量距离和应用的步骤。
全文摘要
一种超声波非接触物体振动测量系统，其特征在于它包括超声波传感器、与该超声波传感器连接的接线盒、与该接线盒连接的数据卡、与该数据卡连接的数据分析处理装置，其中数据分析处理装置，用于产生连续波和对所述超声波传感器接收到的物体振动连续信号进行处理、分析和显示，从而完成对物体振动的测量。本发明使用超声波传感器进行了非接触大幅度的振动或位移的动态连续测量，在测量过程中所涉及的多次回波的干扰及非被测物体的干扰进行有效的去除，同时实现强大的数据处理和分析。本发明通用性较强，成本较低。
文档编号G01S7/537GK101441108SQ200710170868
公开日2009年5月27日 申请日期2007年11月23日 优先权日2007年11月23日
发明者璆 余, 张莉萍 申请人:上海工程技术大学