| 摘要 | 第5-7页 |
| abstract | 第7-9页 |
| 第1章 绪论 | 第14-31页 |
| 1.1 液位测量的研究意义及背景 | 第14-15页 |
| 1.2 国内外发展现状和趋势 | 第15-17页 |
| 1.2.1 国外发展现状和趋势 | 第15-16页 |
| 1.2.2 国内发展现状和趋势 | 第16-17页 |
| 1.3 常规液位传感器及比较分析 | 第17-23页 |
| 1.4 超声波液位检测技术及分类 | 第23-28页 |
| 1.4.1 容器内顶部测量方法 | 第23-24页 |
| 1.4.2 容器外底部测量方法 | 第24-25页 |
| 1.4.3 声波透射法 | 第25-26页 |
| 1.4.4 超声阻抗法 | 第26-27页 |
| 1.4.5 Lamb波法 | 第27-28页 |
| 1.5 本论文研究目标和主要内容 | 第28-29页 |
| 1.6 论文主要工作安排 | 第29-30页 |
| 1.7 本章小结 | 第30-31页 |
| 第2章 侧入射超声波液体界位测量系统 | 第31-50页 |
| 2.1 超声波液位测量系统 | 第31-32页 |
| 2.2 超声波换能器 | 第32-35页 |
| 2.2.1 换能器的辐射阻抗 | 第32-34页 |
| 2.2.2 换能器阻抗及灵敏度 | 第34-35页 |
| 2.3 声束的产生过程 | 第35-37页 |
| 2.4 声束的接收过程 | 第37-39页 |
| 2.5 弹性介质中的传递函数 | 第39-40页 |
| 2.6 系统函数和测量模型 | 第40-42页 |
| 2.7 圆形活塞式换能器模型 | 第42-44页 |
| 2.8 超声波在固体介质中的声场特性 | 第44-48页 |
| 2.9 近轴近似理论 | 第48-49页 |
| 2.10 本章小结 | 第49-50页 |
| 第3章 侧入射回波声压计算模型 | 第50-77页 |
| 3.1 基于多元高斯声束理论的声场可视化仿真 | 第50-57页 |
| 3.1.1 多元高斯声束理论模型 | 第50-54页 |
| 3.1.2 声场及波束特性的可视化仿真 | 第54-57页 |
| 3.2 能量圆 | 第57-58页 |
| 3.3 界面的曲率对固体内声场分布的影响 | 第58-60页 |
| 3.4 超声波液位检测原理 | 第60-61页 |
| 3.5 回波声压的计算模型 | 第61-68页 |
| 3.5.1 声波的反射和透射特性 | 第62-63页 |
| 3.5.2 基尔霍夫积分定理 | 第63页 |
| 3.5.3 回波声压计算模型 | 第63-68页 |
| 3.6 探头直接接触的容器壁内回波声压的算法 | 第68-71页 |
| 3.7 MATLAB仿真及液位的确定方法 | 第71-75页 |
| 3.7.1 仿真实验及参数说明 | 第71-72页 |
| 3.7.2 回波声压的计算 | 第72-74页 |
| 3.7.3 液位的确定方法 | 第74-75页 |
| 3.8 仿真实验小结 | 第75页 |
| 3.9 本章小结 | 第75-77页 |
| 第4章 回波声压计算模型的影响因素分析及优化 | 第77-100页 |
| 4.1 容器内部压力的影响 | 第77-79页 |
| 4.2 容器内部温度的影响 | 第79页 |
| 4.3 容器壁厚的影响 | 第79-83页 |
| 4.4 探头直径及频率的影响 | 第83-85页 |
| 4.5 测量盲区 | 第85-86页 |
| 4.6 耦合条件对回波声压的影响 | 第86-98页 |
| 4.6.1 改进的单晶片或双晶片单探头换能器 | 第87-88页 |
| 4.6.2 多晶片(多探头)组合换能器 | 第88-98页 |
| 4.6.2.1 检测原理及优点 | 第89-90页 |
| 4.6.2.2 点声源声波的衰减特性 | 第90-92页 |
| 4.6.2.3 回波能量的平衡性分析 | 第92-94页 |
| 4.6.2.4 MATLAB仿真实验 | 第94-96页 |
| 4.6.2.5 不同耦合条件下回波声压的比较 | 第96-98页 |
| 4.7 仿真实验小结 | 第98页 |
| 4.8 本章小结 | 第98-100页 |
| 第5章 模型验证及测试数据分析 | 第100-120页 |
| 5.1 液位仪主机设计方案 | 第100页 |
| 5.2 各模块功能 | 第100-101页 |
| 5.3 测试仪工作原理 | 第101-102页 |
| 5.4 超声波探头的选用 | 第102-103页 |
| 5.5 软件设计 | 第103-104页 |
| 5.6 超声波液位检测仪硬件电路设计 | 第104-107页 |
| 5.6.1 硬件方案框图 | 第104页 |
| 5.6.2 电源模块 | 第104-105页 |
| 5.6.3 发射模块 | 第105-106页 |
| 5.6.4 接收模块 | 第106-107页 |
| 5.7 实验装置及结果 | 第107-119页 |
| 5.7.1 实验装置 | 第107-108页 |
| 5.7.2 使用改进的双晶片换能器 | 第108-115页 |
| 5.7.2.1 回波声压的测量结果 | 第109-111页 |
| 5.7.2.2 液位测量结果 | 第111-113页 |
| 5.7.2.3 与PLI-D液位仪的测试结果相比较 | 第113-115页 |
| 5.7.2.4 实验小结 | 第115页 |
| 5.7.3 使用多晶片组合换能器 | 第115-119页 |
| 5.7.3.1 液位测量结果 | 第116-118页 |
| 5.7.3.2 实验分析 | 第118-119页 |
| 5.8 本章小结 | 第119-120页 |
| 第6章 总结与展望 | 第120-123页 |
| 6.1 论文主要创新点 | 第120-121页 |
| 6.2 研究工作总结 | 第121-122页 |
| 6.3 工作展望 | 第122-123页 |
| 参考文献 | 第123-133页 |
| 攻读博士期间发表的论文 | 第133-135页 |
| 致谢 | 第135页 |