学位论文 > 优秀研究生学位论文题录展示

基于超声波周向扫描的排水管道检测系统研究

作　者: 滕启斯
导　师: 黄民
学　校: 北京信息科技大学
专　业: 机械电子工程
关键词: 超声波检测 排水管道 周向扫描
分类号: TP274
类　型: 硕士论文
年　份: 2010年
下　载: 47次
引　用: 0次
阅　读: 论文下载
 

内容摘要


在我国,由于地下排水管道堵塞或者破裂造成的直接或间接经济损失是相当严重的,所以研究和设计一套排水管道自动检测系统很有必要。为此,本文在前续研究工作的基础上,将超声波周向扫描检测技术应用于管道内壁检测,采用收发一体的超声波换能器通过机械结构带动旋转扫描实现对管道内壁水下部分二维探测扫描,设计研制了一套排水管道自动检测系统。首先对超声波换能器及微控制器进行选型和设计,采用声呐发射与接收一体的换能器,将工作频率由原方案的620 kHz提高到了1MHz,使检测分辨率得到了显著提高。选择以高速低功耗微控制器C8051F360作为下位机核心测控单元。然后设计研制了相应的超声脉冲激励、功率放大、带通滤波等电路,实现了超声信号的发射、接收及功率放大。采用舵机来实现超声波探头的周向扫描,将舵机的角度信号与超声波检测的距离信号上传至上位机进行处理。再次进行了上位机、下位机控制系统研究与设计,开发了下位机控制模块、上位机控制模块、上位机与下位机通信模块,由上位机PC实现对超声发射采集的控制,下位机MCU作为执行系统实现超声脉冲的发射控制；将角度与距离信息进行准确保存,以便后期的成像处理。最后,通过对铁皮管和水泥管的模拟实验对超声波周向扫描检测传感及数据采集系统的硬件及软件,分别进行了实验验证,实验取得了良好的预期效果。

全文目录


摘要  5-6
ABSTRACT  6-9
第1章 引言  9-17
  1.1 课题研究背景及意义  9-11
    1.1.1 课题研究背景  9-10
    1.1.2 课题研究意义  10-11
  1.2 国内外发展现状  11-16
    1.2.1 声呐技术的研究现状  12-14
    1.2.2 超声波测距系统研究的现状和动态  14-16
  1.3 本章小结  16-17
第2章 超声波周向扫描的原理与方案设计  17-26
  2.1 超声波周向扫描的原理  17-23
    2.1.1 超声波的物理特性  17-19
    2.1.2 水声探测技术  19-20
    2.1.3 声呐工作原理  20-21
    2.1.4 单波束指向性原理  21-23
  2.2 周向扫描检测系统总体方案的设计  23-25
    2.2.1 周向扫描检测控制系统  23
    2.2.2 超声波发射和接收系统  23-24
    2.2.3 探头旋转的控制  24
    2.2.4 上位机软件系统  24
    2.2.5 下位机软件系统  24-25
  2.3 本章小结  25-26
第3章 系统硬件设计  26-48
  3.1 旋转超声波探头的选择  26-28
    3.1.1 探头频率选择  26-27
    3.1.2 发射脉宽确定  27
    3.1.3 盲区分析  27-28
  3.2 旋转探头的机械设计  28-34
    3.2.1 探测系统总体机械结构  28-30
    3.2.2 舵机的控制  30-34
  3.3 下位机设计  34-44
    3.3.1 微处理器的选型  34-36
    3.3.2 超声波发射电路设计  36-39
    3.3.3 超声波接收电路的设计  39-42
    3.3.4 电源部分电路设计  42-44
  3.4 通信端口的硬件设计  44-47
  3.5 本章小结  47-48
第4章 软件系统设计  48-56
  4.1 下位机控制系统设计  48-53
  4.2 上位机控制系统设计  53-54
  4.3 通信系统设计  54-55
  4.4 本章小结  55-56
第5章 实验验证及分析  56-70
  5.1 系统实验验证  56-67
    5.1.1 光滑铁桶内壁超声波检测  57-60
    5.1.2 水泥管内壁超声波检测  60-61
    5.1.3 旋转探测系统检测  61-64
    5.1.4 通讯实验  64-67
  5.2 实验分析  67-70
    5.2.1 实验误差分析  67-69
    5.2.2 实验结论  69-70
第6章 结论与展望  70-71
  6.1 结论  70
  6.2 展望  70-71
致谢  71-72
参考文献  72-74
附录  74-82
个人简历及在读期间发表的学术论文  82

相似论文

  1. 给水排水管道工程概算及经济评价系统的研建,TU991;TU992
  2. 信息化背景下农村生活质量实证研究,F224;F320
  3. 基于单片机的便携式超声波测厚仪的研制,TH821.1
  4. 注塑机螺杆混炼能力评价方法的研究,TQ320.5
  5. 油井内管接头检测方法的研究,TP274
  6. 硫酸盐侵蚀条件下水泥砂浆动态力学性能演化的研究,TU528
  7. 钢管水浸超声自动检测的关键工艺参数,TH878.2
  8. 基于技术创新的魏氏企业创业案例研究,F272
  9. 基于互相关时延估计的L_（CR）波的切向应力检测系统的研究,TH823.2
  10. 小口径管道无缆型超声波检测系统总体设计及实验研究,TB559
  11. 基于时差法气体超声波流量计的关键技术研究,TH814.92
  12. 乳化炸药密度在线检测方法研究,TQ560.7
  13. 小波理论在厚板奥氏体不锈钢焊缝超声波检测中的应用研究,TG441.7
  14. 城市排水管道水质数学模型及模拟,TU992
  15. 新型给排水管道技术经济比较研究,TU992
  16. 市政排水管道新型管材应用比较研究,TU992
  17. 城市排水管道系统规划设计的研究,TU992
  18. 小波分析和神经网络在超声检测系统中的应用,TH878
  19. 基于DSP技术的超声波检测系统的研究,TP332
  20. 基于超声波检测技术的热能表研究与实现,TB517

中图分类: > 工业技术 > 自动化技术、计算机技术 > 自动化技术及设备 > 自动化系统 > 数据处理、数据处理系统
© 2012 www.xueweilunwen.com