一种自动抑制超声测量盲区的方法马志敏,刘珍秧,刘爱东,李(武汉大学电子信息学院,武汉430079)强摘要:文章介绍了一种自动抑制超声测量盲区的方法。该方法包括两个方面:1.自动根据测量距离远近调控发射功率的大小,即在近距离时,采用较小的发射功率,以减小测量盲区,而在远距离时采用较大功率发射,以获得较大的测量距离;2.自动根据距离的远近调整发射拖尾波覆盖信号的宽度,以消除拖尾波的干扰。文中还介绍了通过控制固定频率的波群激励信号的宽度来调控发射功率的原理及相应的功率调控电路和尾波覆盖电路。实验表明,该方法实施简单、效果显著,在25m的量程内,盲区可减小到0.2m。中图分类号:0422.2文献标识码:A文章编号:100023630(2005)0120055203AmethodofautomaticsuppressionofblindfieldinultrasonicmeasurementMAZhi2min,LIUZhen2yang,LIUAi2dong,LIQAbstract:Amethodofautomaticreductionofblinddistanceinultrasonicmeasurementisintroduced.Thetechniqueincludestwoaspects.1)Emittedenergyisautomaticallycontrolledaccordingtotherange.Forshortranges,lowenergyisemitted.Incontrast,higherenergyisusedforlong2rangemeas2urements.2)Inordertoeliminatethetrailingeffectofemittedwaves,thewidthofcoveringwaveisauto2maticallyadjustedaccordingtothedistanceaswell.Theprincipleandcircuitsforenergycontrolbyalte2ringthewidthofemittedwaveareintroduced.Experimentalresultsshowthatthemethodissimpleandeffective.Blinddistancecanbereducedto0.2mwithinthemeasurementrangeof25mbyusingthede2scribedmethod.Keywords:ultrasonic;measuringdistance;blind测量距离。因此,减小测量盲区与增大测量范围在一定程度上是相互约制的。目前,解决这一矛盾的方法主要有两种。一是从换能器的结构入手,通过适当的结构设计,在考虑提高换能器灵敏度的同时,采取恰当措施抑制余振和附频振动,从而使换能器具有较高的灵敏度且有较小的发射波拖尾,但这种方法也同样面临着提高灵敏度和减小发射波拖尾的矛盾,所以作用有限。另一种方法是从信号放大电路入手,采用时变增益放大器[1,2],即根据回波信号的幅度随传播时间按指数规律衰减的特点,将接收放大器设计成增益随时间按指数规律增加的时变增益放大器,在一定范围内,使远近不同的回波信号都能均衡地放大到适当的幅度,避免了发射波拖尾信号的过放大,0引言在利用超声回波原理测距时,人们总是希望测量范围尽可能大,而测量盲区尽可能小。但实际上二者往往是相互制约的。在换能器确定后,欲增大测量范围,需提高发射激励功率,以确保在距离较远时有足够强的回波信号,但发射功率的增强又会使发射波的拖尾加长,从而导致测量盲区加大;反过来,欲减小测量盲区,需减小发射波的激励功率,使发射波的拖尾减小,但另一方面却又减小了有效的收稿日期:2003212224;修回日期:2004203226作者简介:马志敏(19542),男,湖北人,教授,研究方向:信号检测与处理。---本文来源于网络，仅供参考，勿照抄，如有侵权请联系删除---56声学技术2005年此,在一定程度上减小了测量盲区。然而,分析可知,这种方法是靠控制增益来达到抑制测量盲区的。影响盲区大小的发射波拖尾信号能被抑制的前提条件是回波信号幅度必须大于相应位置拖尾信号的幅度,所能获得的盲区的最小极限是回波信号的幅度与相应位置发射拖尾信号幅度相等时对应的测量距离,显然实际盲区比这还要大。要想进一步减小测量盲区,时变增益抑制的方法已无能为力。针对以上问题,本文提出了一种基于发射功率控制的盲区抑制方法。脉冲波,此时探头的振动幅度达到最大,接近连续波驱动的情况;当驱动时间TW减小到1ms时,驱动波包含40个脉冲周期,此时驱动功率已明显减小发射波的幅度约为前者的3/5。进一步减小TW,发射波的幅度还将显著减小,图1是实测发射波的幅度与TW的关系。2自动抑制盲区原理图1实测发射波幅度与TW的关系曲线由此可见控制驱动信号的持续时间TW,在一定范围内可控制发射波的功率的大小,进而实现对测量盲区的控制。根据图1和不同距离对发射功率的要求及实际发射波拖尾信号的长度情况可以确定相应的门控信号的宽度...