Lamb波氣體多參數傳感器測試技術研究.pdf

1、Lamb波傳感器是基于Lamb波的一種超聲波傳感器，具有高靈敏度、低損耗、多模式特性，已展示出十分廣闊的工業(yè)應用前景。目前研究表明，Lamb波傳感器的中心頻率會隨流經氣體的流速、濕度或溫度的改變而發(fā)生偏移。但到目前為止，國內外還沒有一種可以自動獲取Lamb波傳感器中心頻率的測量儀表。Lamb波傳感器的測試大多還是基于網絡分析儀，需要人工讀取測試結果再進行處理，才能獲得被測參數的實際測量結果，這在很大程度上限制了Lamb波傳感器的實際工業(yè)

2、應用。此外，Lamb波傳感器還需要一套氣體測試裝置，以測試傳感器對氣體流速、濕度和溫度的測量性能。然而，現有的氣體調節(jié)裝置主要針對氣體的溫度和濕度，無法實現氣體流速、濕度和溫度三參數獨立調節(jié)，不能滿足Lamb波傳感器氣體多參數性能測試的要求。
　　針對Lamb波傳感器性能測試的需要，本文研制了一種數據采集儀樣機，自動獲取Lamb波傳感器多個模式的中心頻率，并搭建了一套氣體測試裝置，為Lamb波傳感器提供一個氣體多參數（流速、濕度和

3、溫度）的測試平臺。
　　本文主要內容和貢獻如下:
　　(1)對Lamb波傳感器信息的自動快速獲取方法進行了研究，將頻率掃描技術與峰值快速搜索方法相結合，提出了一種快速獲取傳感器信息的方法?；谠摲椒ǎO計并實現了掃頻信號源模塊、幅相檢測模塊和控制模塊，制作了數據采集儀樣機。利用該樣機，對Lamb波傳感器進行了多個模式的頻率掃描實驗和峰值搜索算法驗證實驗。實驗結果表明，所研制的數據采集儀樣機是有效的。
　　(2)設計并實

4、現了Lamb波傳感器氣體測試裝置，包括流速模塊、濕度模塊以及溫度模塊。采用單變量調節(jié)的方式，對所設計的氣體測試裝置的參數調節(jié)能力進行了測試。實驗結果表明，氣體測試裝置能夠實現氣體流速、濕度和溫度的分別調節(jié)，驗證了所搭建的氣體多參數測試平臺的有效性。
　　(3)將數據采集儀樣機和氣體測試裝置相結合，在不同氣體狀態(tài)（流速、濕度或溫度）下，對Lamb波傳感器進行了測試，實現Lamb波傳感器氣體多參數測量，檢驗了傳感器性能，并驗證了所研制