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基于E类功率放大器的双频超声治疗系统研究 预览
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作者 张敏 张元良 李瑞品 《医疗卫生装备》 CAS 2019年第6期16-20,共5页
目的:针对现有超声治疗仪存在的问题,设计一种基于E类功率放大器的双频超声治疗系统。方法:该系统采用E类功率放大器驱动超声换能器,通过DDS芯片AD9850实现E类功率放大器信号驱动,并采用开关电源芯片LM2576HV-ADJ实现E类功率放大器的功... 目的:针对现有超声治疗仪存在的问题,设计一种基于E类功率放大器的双频超声治疗系统。方法:该系统采用E类功率放大器驱动超声换能器,通过DDS芯片AD9850实现E类功率放大器信号驱动,并采用开关电源芯片LM2576HV-ADJ实现E类功率放大器的功率调节;通过DGUS串口屏完成人机交互。运用嵌入式实时操作系统μC/OS-Ⅱ实现系统的软件设计。结果:双频超声治疗系统的性能较好,不仅可以实现输出功率调节,还可以保证输出频率和输出波形符合设计要求。结论:该系统能够实现对超声频率和超声输出波形的精确控制,为今后双频超声治疗系统的研究提供重要参考。 展开更多
关键词 E类功率放大器 双频超声 超声治疗系统 超声换能器 超声治疗
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超声波热量表积分仪系统
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作者 杨兴智 周宇 +2 位作者 郑海燕 李义军 杨倩 《仪表技术》 2019年第8期33-35,共3页
目前,国内外大部分超声波热量表均使用相位时差来计算流量,但顺水或逆水测量中间存在切换过程,需要通过模拟开关转换,导致测量效率不高。因此,设计了高效测量超声波热量表积分仪系统,并阐述其工作原理。系统主要以授时模块作为记录时间... 目前,国内外大部分超声波热量表均使用相位时差来计算流量,但顺水或逆水测量中间存在切换过程,需要通过模拟开关转换,导致测量效率不高。因此,设计了高效测量超声波热量表积分仪系统,并阐述其工作原理。系统主要以授时模块作为记录时间测量的起始信号,以TDC-GP2芯片负责接收超声信号调理模块处理后的触发信号,根据授时模块中的起始时间直接计算出超声波在流体中的传播时间,仅需记录超声波在流通中传播的时间,而不必进行初始测量时间的记录;同时,利用超声波在顺水和逆水中传播速度不同,有序完成对顺水时间、逆水时间的测量,最后,通过时差法的原理公式即可计算出管道中的流量,明显缩短了系统运算时间并提高了处理效率。 展开更多
关键词 热量表 超声 相位时差 超声换能器
基于FPGA和以太网的超声相控阵发射系统研究 预览
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作者 於炜力 曹永刚 王月兵 《仪表技术与传感器》 CSCD 北大核心 2019年第9期46-50,共5页
为了实现水下超声成像系统中超声信号的相控发射和高速实时的数据传输,设计了一种超声相控阵发射系统。分析了超声相控聚焦原理以及UDP通信协议,利用FPGA和以太网实现了数据的高速传输和32通道超声相控阵激励信号的发射,并设计了高压脉... 为了实现水下超声成像系统中超声信号的相控发射和高速实时的数据传输,设计了一种超声相控阵发射系统。分析了超声相控聚焦原理以及UDP通信协议,利用FPGA和以太网实现了数据的高速传输和32通道超声相控阵激励信号的发射,并设计了高压脉冲发射电路来驱动超声换能器。实验表明,该系统可以高速实时传输数据,实现了相控聚焦发射并且延时精度达到了1.25 ns,发射信号稳定,可以应用于水下物体的实时成像的实现。 展开更多
关键词 以太网传输 UDP 超声相控聚焦 FPGA 高压脉冲发射电路 超声换能器
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超声换能器表面温度测量与影响因素分析 预览
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作者 张靖 冯磊 +1 位作者 梁振士 郑威 《中国医疗设备》 2019年第4期58-61,79共5页
目的研究影响超声换能器表面温度的主要因素和一般规律。方法根据超声诊断设备相关国家标准中换能器表面温度测试项目提出的要求和试验方法,采用红外成像和热电偶测量相结合的方法,对换能器表面温度进行测量,围绕超声换能器设计结构和... 目的研究影响超声换能器表面温度的主要因素和一般规律。方法根据超声诊断设备相关国家标准中换能器表面温度测试项目提出的要求和试验方法,采用红外成像和热电偶测量相结合的方法,对换能器表面温度进行测量,围绕超声换能器设计结构和超声诊断设备工作模式两个方面,进行与换能器表面温度相关性的分析。结果在空气中静置和仿组织体模法工作状态下,与其他扫描模式换能器相比较,相控阵换能器表面温升最高,B+CFM或B+CFM+PW的复合模式换能器表面测得最大温升的几率最高。结论超声换能器设计结构、超声诊断设备工作模式与换能器表面温度关系密切,为降低超声换能器表面温度过高带来的使用风险,需要相关生产、使用和技术监管环节加以关注。 展开更多
关键词 超声换能器 超声诊断设备 弹性成像 仿组织材料
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聚焦超声换能器的研究现状与发展 预览
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作者 吴妍 费春龙 +2 位作者 杨新宇 陈俊 周歧发 《压电与声光》 CAS 北大核心 2019年第6期904-909,共6页
超声以其无创性在生物医学及工业无损检测等领域备受关注,超声换能器作为实现超声应用的关键载体,需具备高的空间分辨率和特定的声场分布。常见的单阵元换能器需通过设计优化来满足上述需求,聚焦是最直接且有效的工艺方法。针对不同类... 超声以其无创性在生物医学及工业无损检测等领域备受关注,超声换能器作为实现超声应用的关键载体,需具备高的空间分辨率和特定的声场分布。常见的单阵元换能器需通过设计优化来满足上述需求,聚焦是最直接且有效的工艺方法。针对不同类型、不同工艺研制的超声换能器,提出了多种聚焦工艺,以实现换能器性能优化。 展开更多
关键词 聚焦超声 超声换能器 自聚焦 机械造窝 超表面
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超声测温技术在模拟航空发动机燃烧室温度测量中的应用 预览
6
作者 许琳 王高 +5 位作者 吕国义 蔡静 杨永军 王晓良 曾行昌 王仲杰 《测试技术学报》 2019年第2期178-184,共7页
温度的测试对航空发动机的发展具有重要的意义,燃烧室出口温度是航空发动机的一个重要参数.超声测温技术具有测温范围广、响应快、精度高等优点,近年来被广泛应用于高温测量领域.设计了一套应用于模拟航空发动机燃烧室的超声测温系统.... 温度的测试对航空发动机的发展具有重要的意义,燃烧室出口温度是航空发动机的一个重要参数.超声测温技术具有测温范围广、响应快、精度高等优点,近年来被广泛应用于高温测量领域.设计了一套应用于模拟航空发动机燃烧室的超声测温系统.介绍了超声测温的基本原理,设计了基于铱铑合金的超声测温传感器,并在1600℃高温炉内进行温度与声速的标定实验,最后将铱铑合金超声测温系统应用于模拟航空发动机燃烧室出口气流温度的测量试验中,获得温度-时间曲线,同时将测量结果与热电偶测量数据进行对比分析.结果表明,铱铑超声温度传感器的测量准确度可以达到97%. 展开更多
关键词 航空发动机燃烧室 出口温度 超声测温 铱铑合金 超声换能器
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高频高精度超声换能器压电单晶材料 预览
7
《光学精密机械》 2019年第2期17-20,共4页
西安交通大学电信学部李飞与徐卓教授团队及其合作者研发了钐掺杂的铌镁酸铅—钛酸铅压电单晶,显著提升了用于医疗超声换能器的压电材料性能,为高频医疗超声探头和高精度与大位移压电驱动器奠定了新的压电单晶材料基础。其研究成果即将... 西安交通大学电信学部李飞与徐卓教授团队及其合作者研发了钐掺杂的铌镁酸铅—钛酸铅压电单晶,显著提升了用于医疗超声换能器的压电材料性能,为高频医疗超声探头和高精度与大位移压电驱动器奠定了新的压电单晶材料基础。其研究成果即将在《科学》上发表。 展开更多
关键词 超声换能器 压电单晶 压电驱动器 压电材料 超声探头 铌镁酸铅 钛酸铅 钐掺杂
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一种基于涡流法超声换能器振幅测量仪的设计 预览
8
作者 吴丽君 徐振龙 +4 位作者 刘晓红 赵峰 孙栩 王喻红 刘磊 《交通科技与经济》 2019年第6期74-76,80,共4页
对基于涡流法超声换能器振幅测量仪进行设计。该仪器由测量支架和测量仪本体构成,其中测量支架用于固定被测超声换能器,并将涡流传感器准确地设置于正对超声换能器输出端面的某一距离上。在高频振荡器作用下,换能器端面输出的超声频振... 对基于涡流法超声换能器振幅测量仪进行设计。该仪器由测量支架和测量仪本体构成,其中测量支架用于固定被测超声换能器,并将涡流传感器准确地设置于正对超声换能器输出端面的某一距离上。在高频振荡器作用下,换能器端面输出的超声频振动被涡流传感器转化为调幅信号,其所含调制信号的幅度即近似正比于被测换能器的振幅。该调幅信号经过高频放大、幅度检波、有效值变换、模数转换后成为数字量,再经单片机线性化处理后用液晶显示器给出测量结果。本研究结果在交通数据的采集中具有重要意义。 展开更多
关键词 涡流传感器 超声换能器 振幅测量
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引线键合系统超声换能器的设计与仿真分析 预览
9
作者 瞿子博 冯武卫 +1 位作者 张玉莲 贾森君 《机械设计与制造工程》 2019年第8期9-13,共5页
超声换能器是引线键合系统的核心部件。给出了引线键合系统超声换能器的压电换能器和变幅杆的设计方法,设计了一款80kHz集成电路引线键合用超声换能器,运用ANSYS软件建立其有限元模型并进行了动力学仿真。瞬态分析结果显示,换能器在受... 超声换能器是引线键合系统的核心部件。给出了引线键合系统超声换能器的压电换能器和变幅杆的设计方法,设计了一款80kHz集成电路引线键合用超声换能器,运用ANSYS软件建立其有限元模型并进行了动力学仿真。瞬态分析结果显示,换能器在受电压激励振动后至少要经过500个周期才能进入正常键合工作状态。 展开更多
关键词 引线键合 超声换能器 有限元分析
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空调超声波清洗器的研制与应用 预览
10
作者 张嘉文 赵晓辰 《中国医学装备》 2019年第8期135-137,共3页
目的:研制一种空调超声波清洗器,用于医院空调室外机清洗。方法:利用压电陶瓷超声换能器与毛刷相结合,使毛刷与换热器的翅片贴合后利用超声波将换热器上的灰尘震落。并采用单一超声波振动和超声波振动组合两种不同的空调清洗方案,解决... 目的:研制一种空调超声波清洗器,用于医院空调室外机清洗。方法:利用压电陶瓷超声换能器与毛刷相结合,使毛刷与换热器的翅片贴合后利用超声波将换热器上的灰尘震落。并采用单一超声波振动和超声波振动组合两种不同的空调清洗方案,解决现有空调清洗技术存在的不足。结果:研制的空调超声波清洗器利用超声波清理换热器灰尘,通过喷洒清洗液为超声振动提供传导介质,实现高效清理。夏季使用常规空调清洗方法时需清洗2~3次方能保证空调制冷效果,而使用空调超声波清洗器后仅需清洗1次即可改善空调制冷效果。结论:空调超声波清洗器在空调清洗过程中可有效清理空调外机换热器,其结构简洁,制造成本低廉,制冷效果良好。 展开更多
关键词 空调清洗 清洗器 超声换能器 制冷效果
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空气耦合电容式微超声换能器设计
11
作者 张慧 李志 +1 位作者 郑冠儒 曾周末 《声学学报》 EI CSCD 北大核心 2019年第1期116-124,共9页
建立了空气耦合电容式微超声换能器(CMUT)的理论方法,分析CMUT各个结构参数对其性能参数的影响。根据理论分析结果结合无损检测应用背景设计了一个由16个阵元构成的CMUT阵列,并采用SOI晶圆键合工艺制作。该阵列每个阵元包含16个圆形CMU... 建立了空气耦合电容式微超声换能器(CMUT)的理论方法,分析CMUT各个结构参数对其性能参数的影响。根据理论分析结果结合无损检测应用背景设计了一个由16个阵元构成的CMUT阵列,并采用SOI晶圆键合工艺制作。该阵列每个阵元包含16个圆形CMUT敏感单元,敏感单元的半径400μm,中心频率230 kHz。建立CMUT发射和接收瞬态仿真模型分别得到CMUT发射声压和接收灵敏度与激励电压的关系,并通过实验测试验证该仿真模型的准确性。最后通过实验对CMUT与商用压电空耦超声换能器的性能进行对比,实验结果表明CMUT的发射声压和接收灵敏度与商用换能器达到相同数量级,并且能够成功激发和接收铝合金板中A0模态Lamb波。 展开更多
关键词 超声换能器 空气耦合 电容式 设计 接收灵敏度 敏感单元 仿真模型 SOI晶圆
超磁致伸缩超声换能器的磁路优化设计
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作者 刘强 李鹏阳 +2 位作者 许光耀 王权岱 杨明顺 《北京航空航天大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第8期1639-1645,共7页
为了改善磁路环境,最大限度地降低超磁致伸缩超声换能器的发热,将磁路间隙作为研究对象,采用Maxwell有限元软件对磁路间隙与超磁致伸缩材料(GMM)棒的磁场强度的关系进行了分析,并通过实验对超声换能器的阻抗和振幅,以及GMM棒的温度进行... 为了改善磁路环境,最大限度地降低超磁致伸缩超声换能器的发热,将磁路间隙作为研究对象,采用Maxwell有限元软件对磁路间隙与超磁致伸缩材料(GMM)棒的磁场强度的关系进行了分析,并通过实验对超声换能器的阻抗和振幅,以及GMM棒的温度进行了测量。结果表明:随着磁路间隙的增大,GMM棒的磁场强度和磁场均匀度减小;随着导磁圆筒槽宽的增大,超声换能器的谐振频率基本一致,GMM棒的温度减小。当导磁圆筒的槽宽约为6 mm时,该GMM棒的磁场均匀度最高,机械品质因数最大,这对超磁致伸缩超声换能器的优化设计具有重要的意义。 展开更多
关键词 超磁致伸缩材料(GMM) 超声换能器 磁路优化 磁场均匀度 磁场强度
螺栓应力的超声测量 预览
13
作者 赵春华 张志远 +1 位作者 肖嘉伟 肖智生 《无损检测》 2019年第8期45-47,共3页
采用超声波法测量了螺栓应力,理论推导得出超声波声时差与应力之间的线性关系。通过制动器螺栓的声时差-应力关系的标定试验,可得到同型号螺栓的材料系数。提出在线实时检测风电机组螺栓轴向应力的方法,通过远程上位机操作界面可实现人... 采用超声波法测量了螺栓应力,理论推导得出超声波声时差与应力之间的线性关系。通过制动器螺栓的声时差-应力关系的标定试验,可得到同型号螺栓的材料系数。提出在线实时检测风电机组螺栓轴向应力的方法,通过远程上位机操作界面可实现人机对话,完成螺栓应力从检测到预警的整个过程。 展开更多
关键词 声弹性理论 螺栓应力 超声换能器 远程监测
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基于FPGA的超声波成像系统设计 预览
14
作者 叶先万 刘聪鑫 +1 位作者 胡霄 吴松和 《锋绘》 2018年第3期201-202,共2页
文章自主设计了一种超声波成像系统,采用超声波激发电路发射窄脉冲信号,激励微型电容式超声换能器向目标检测物体发射超声波信号,采用收发隔离电路接收目标检测物体反射回的回波信号,结合FPGA模块对回波信号的处理,大大提高了信号... 文章自主设计了一种超声波成像系统,采用超声波激发电路发射窄脉冲信号,激励微型电容式超声换能器向目标检测物体发射超声波信号,采用收发隔离电路接收目标检测物体反射回的回波信号,结合FPGA模块对回波信号的处理,大大提高了信号处理速度,及成像效率。 展开更多
关键词 超声波成像 超声换能器 FPGA处理
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超声换能器声场的激光可视化研究 预览 被引量:1
15
作者 郭佩文 史亦韦 +2 位作者 卢超 梁菁 王晓 《计测技术》 2018年第2期13-17,共5页
为了提高超声检测的灵敏度和检测精度,优化检测工艺参数,充分了解超声换能器形成的声场至关重要。搭建了超声换能器声场的激光可视化实验平台,利用超声换能器在试样中激发出超声波,利用激光散斑接收试样表面某点在一段时间内的位移,再... 为了提高超声检测的灵敏度和检测精度,优化检测工艺参数,充分了解超声换能器形成的声场至关重要。搭建了超声换能器声场的激光可视化实验平台,利用超声换能器在试样中激发出超声波,利用激光散斑接收试样表面某点在一段时间内的位移,再通过扫查获得一定区域内质点的位移,进而形成多时刻的质点位移场,以此实现超声场的动态显示。利用该系统对超声换能器声场的扩散情况进行了探测,探测结果与理论计算结果基本一致。 展开更多
关键词 超声换能器 声场 可视化 激光散斑 位移场
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相控阵超声换能器延时法则可视化分析 预览
16
作者 高世凯 韩冬 +1 位作者 安宏庆 李学雷 《航天制造技术》 2018年第5期52-56,共5页
针对相控阵超声检测技术延时法则的直观性问题,采用数学建模方法,建立并分析研究二维、三维空间中相控阵超声换能器声束延时法则数学模型。同时建模分析凹凸曲面构件中的延时法则。通过可视化处理方法,得出相控阵超声换能器延时法则的... 针对相控阵超声检测技术延时法则的直观性问题,采用数学建模方法,建立并分析研究二维、三维空间中相控阵超声换能器声束延时法则数学模型。同时建模分析凹凸曲面构件中的延时法则。通过可视化处理方法,得出相控阵超声换能器延时法则的直观量化结果,为选取相控阵检测技术的最优化工艺参数提供了理论依据。 展开更多
关键词 相控阵 超声换能器 延时法则 可视化 数学模型
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超声换能器前盖板材料的选择与声场分析 预览
17
作者 吴思楠 傅波 +1 位作者 刘宇 林波 《机械制造》 2018年第11期86-90,共5页
对超声换能器前盖板材料的选择进行研究,分别以304不锈钢、镁铝合金、TC4钛合金作为前盖板材料,以45号钢作为后盖板材料,以28 kHz频率为设计目标,设计三组超声换能器。应用COMSOL软件分析比较三组超声换能器在超声清洗时的声场强度、声... 对超声换能器前盖板材料的选择进行研究,分别以304不锈钢、镁铝合金、TC4钛合金作为前盖板材料,以45号钢作为后盖板材料,以28 kHz频率为设计目标,设计三组超声换能器。应用COMSOL软件分析比较三组超声换能器在超声清洗时的声场强度、声场分布均匀性,以及达到空化的区域面积。分析结果表明,以镁铝合金作为前盖板材料的超声换能器在三种指标方面有较大优势,镁铝合金相比其它两种材料,更适合用作超声换能器的前盖板材料。 展开更多
关键词 超声换能器 盖板 材料 声场
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超声换能器表面振动和声场测量及其与经典超声换能器的仿真比较 预览
18
作者 孙彦招 张涛 《声学技术》 CSCD 北大核心 2018年第5期501-506,共6页
超声换能器广泛应用于声学测量,其工作性能主要取决于它的振动与声特征。然而,多数研究中的换能器被认为是经典的活塞或高斯型,经典与常用的真实换能器之间的差异容易被忽视。基于此,首先用激光测振和传声器测声方法测量了某厂家换能器... 超声换能器广泛应用于声学测量,其工作性能主要取决于它的振动与声特征。然而,多数研究中的换能器被认为是经典的活塞或高斯型,经典与常用的真实换能器之间的差异容易被忽视。基于此,首先用激光测振和传声器测声方法测量了某厂家换能器产品的表面振动与声场特征。然后设计有限元方案,分别仿真经典与真实换能器的声场。最后从辐射面振速分布、声场声压和相关系数等方面,综合比较经典与真实超声换能器之间振动与声场的异同。结果表明,换能器间的辐射面振速分布差别明显,所研究的真实换能器的声场特征接近于活塞,而与高斯型差别较大。 展开更多
关键词 超声换能器 振动测量 声测量 有限元方法 声场
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一种基于单换能器的超声离合器的设计及性能分析 预览
19
作者 林波 傅波 +2 位作者 柳晓东 刘宇 吴思楠 《机械与电子》 2018年第12期9-13,共5页
提出了一种基于单换能器的新型超声离合器;分析了近场超声悬浮的机理,设计并制造了超声换能器和预紧装置,构建了超声离合器原型机;对该超声离合器的功率-转速、功率-扭矩和功率-减速比特性进行了实验研究。结果表明,原型机实现完全分离... 提出了一种基于单换能器的新型超声离合器;分析了近场超声悬浮的机理,设计并制造了超声换能器和预紧装置,构建了超声离合器原型机;对该超声离合器的功率-转速、功率-扭矩和功率-减速比特性进行了实验研究。结果表明,原型机实现完全分离的功率为0.35kW;电机转速为500r/min和800r/min下原型机的极限扭矩分别为0.39N·m和0.42N·m。验证了基于单换能器的超声离合器的可行性和有效性。 展开更多
关键词 近场悬浮 离合器 超声换能器 预紧装置
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排水流量测量用声学多普勒流速仪设计及实现 预览 被引量:1
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作者 赵军华 冯阳 +1 位作者 李丛 刘广山 《水利信息化》 2018年第5期29-33,共5页
由于城市排水管网流量测量面临淤积、油污、漂浮物、沼气等恶劣环境的考验,因此对流速仪的要求比明渠流量测量高.基于超声波对水中运动悬浮颗粒的多普勒效应,通过对超声换能器的特殊结构和阻抗匹配网络设计,提高超声换能器在同等发射功... 由于城市排水管网流量测量面临淤积、油污、漂浮物、沼气等恶劣环境的考验,因此对流速仪的要求比明渠流量测量高.基于超声波对水中运动悬浮颗粒的多普勒效应,通过对超声换能器的特殊结构和阻抗匹配网络设计,提高超声换能器在同等发射功率下的作用距离,保证不同浊度场合的超声波作用范围.信号处理算法采用改良的选频傅立叶变换,有效提高频率分辨率,再配合相应的自适应滤波算法,保证在不同流态下的流量测量精度和稳定度.流速仪在检测中心的流速测试中,全量程范围内的流速线性度可达99.99%,校正后流速测量误差〈2%,满足绝大多数流量测量场合对于精度的要求. 展开更多
关键词 排水管道 声学多普勒 流速仪 流量测量 傅立叶变换 混频 超声换能器
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