【摘 要】
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料位检测技术在现代工业过程控制中应用广泛,常用料位检测方法包括重锤、超声、雷达、激光等,而在大型原煤仓和水泥仓等高粉尘环境下检测效果均不理想,且大多只能实现单点检测,目前已有国外产品基于声波检测方法实现料位立体分布检测,利用声波信号波长较大的特性实现了对高浓粉尘的穿透,且由于声波激励时引起的机械振动使得检测头具备了自清洁能力,但在料位三维分布检测精度和准确度上仍有待提高。本文重点研究大型筒仓高粉尘
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料位检测技术在现代工业过程控制中应用广泛,常用料位检测方法包括重锤、超声、雷达、激光等,而在大型原煤仓和水泥仓等高粉尘环境下检测效果均不理想,且大多只能实现单点检测,目前已有国外产品基于声波检测方法实现料位立体分布检测,利用声波信号波长较大的特性实现了对高浓粉尘的穿透,且由于声波激励时引起的机械振动使得检测头具备了自清洁能力,但在料位三维分布检测精度和准确度上仍有待提高。本文重点研究大型筒仓高粉尘环境下声波料位检测信号处理方法,主要研究内容包括:(1)提出了基于线性调频脉冲压缩的回波位置检测方法。针对回波信号位置检测的需要以及环境噪声影响较大的问题,分析对比了中值滤波、小波变换、维纳滤波、互相关算法、线性调频等多种处理方法对位置检测精度的影响,仿真结果表明,基于线性调频的信号处理方法具有较好的信噪比和横向分辨率。(2)为充分利用检测元件自身的频率特性,提出了改进的线性调频脉冲压缩方法。针对扬声器的频率特性和声波检测信号特点,对线性调频脉冲压缩参数的进行了优化选择,改进了线性调频窗函数,进一步提高了信噪比和横向分辨率。(3)为克服脉冲压缩后两侧旁瓣对检测精度的影响,引入最小均方法来对其进行旁瓣抑制。并对最小均方法进行了改进,以达到更好的旁瓣抑制效果。(4)构建了声波料位检测实验系统,验证了改进的线性调频脉冲压缩方法实际检测效果。提出了一种料位分布特征检测方法,通过多个声波检测单元之间的位置检测差值,可计算出大平面中凸起平台的区域位置及高度。现场试验表明,该方法可以分辨出凸起平台的区域位置,对料位表面分布特征检测具有较好的应用价值。
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