声波测温技术中的延迟效应消除与精确飞渡时间测量

本文主要探讨了一种在2011年的声学测温技术研究中，针对声波换能器延迟振荡效应对声波飞渡时间测量带来的影响，提出了一种创新的测量方法——“脉冲串归一化阈值点法”。这种方法的核心步骤包括以下几个部分： 1. 信号处理：首先，研究人员对接收到的声波信号进行包络提取，这是一种信号处理技术，用于减小信号的波动性，突出其幅度变化，以便更好地分析。接着，对信号进行归一化处理，即将其转化为一个相对标准的信号强度，以便消除不同条件下信号强度的变化对测量的影响。 2. 阈值设置：通过合理设置阈值，能够区分出含有延迟响应的声波飞渡时间。这个阈值的选择对于准确识别信号中的关键事件（如声波到达和离开换能器的时间）至关重要。 3. 延迟响应提取：利用线性拟合技术，分析信号中的延迟响应模式，确定声波换能器本身的延迟时间。这一步是关键，因为了解了换能器的延迟，可以更准确地计算出声波的实际飞渡时间，从而减少测量误差。 4. 精度提升：经过上述步骤的修正后，声波飞渡时间的测量精度得到了显著提高。实验结果显示，修正后的测量结果与理论计算值之间的误差小于1米/秒，相较于未修正的情况，测量精度提高了至少一个数量级。 5. 实际应用：该方法被成功应用于二维圆形边界温度场的声学测量系统，展现出良好的性能，能够提供更为精确的温度场信息。 这项研究不仅解决了声波测温技术中的关键问题，还展示了如何通过创新的信号处理和数据分析方法提高测量精度，这对于提高声学测温技术的实用性和可靠性具有重要意义。此外，这种方法的通用性也为其他领域的声波测量提供了新的思路和技术支持。