[发明专利]一种基于双频超声的粉尘浓度检测系统及检测方法

摘要

本发明公开了一种基于双频超声的粉尘浓度检测系统及检测方法。本发明采用包括第一和第二超声传感器的双频超声传感单元，分别采集第一和第二超声信号，以及温度传感器采集温度信号，对第一和第二超声信号进行环境补偿，再通过特征融合算法得到双频超声复合后的多相物颗粒的体积浓度，实现测试性能或测试数据互补，弥补使用单一频率检测的缺陷，完成复杂测试对象的快速、准确、高效检测；控制处理器对浓度数据的接收也采用中断方式，因此不需要等待时间，实现信号采集和浓度计算的并行实现，提高检测效率。

主权项

1.一种基于双频超声的粉尘浓度检测系统，其特征在于，所述检测系统包括：双频超声传感单元、控制处理器、计算处理器、驱动电路、信号处理电路、电源管理电路和温度传感器；其中，所述双频超声传感单元包括一套或多套第一超声换能器和一套或多套第二超声换能器，第一超声换能器的超声频率为f1，第二超声换能器的超声频率为f2，且f1≠f2；所述控制处理器连接至驱动电路，驱动电路连接至双频超声传感单元，双频超声传感单元连接至信号处理电路；所述信号处理电路连接至控制处理器；所述控制处理器连接至计算处理器；所述电源管理电路连接至控制处理器；所述温度传感器连接至计算处理器；控制处理器产生两个频率不同的驱动信号至驱动电路，驱动电路对驱动信号进行驱动放大后传输至双频超声传感单元；第一超声换能器和第二超声换能器的分别发出超声频率为f1和f2的第一和第二超声信号至测量区，经被测多相物吸收后衰减，第一和第二超声换能器分别接收衰减后的第一和第二超声信号，传输至信号处理电路；信号处理电路对第一和第二超声信号进行放大、整流和滤波后，传输至控制处理器；控制处理器采用轮询方法读取第一和第二超声信号，将第一和第二超声信号分别转换为数字信号，并传输至计算处理器；温度传感器采集温度信号传输至计算处理器；计算处理器根据第一和第二超声信号得到未修正的第一和第二超声衰减系数，对未修正的第一和第二超声衰减系数分别进行声场‑温度环境补偿，得到环境补偿后的第一和第二超声衰减系数；计算处理器基于超声信号解算模型，通过环境补偿后的第一和第二超声衰减系数分别得到第一和第二声学测量结果，通过特征融合算法得到双频超声复合后的多相物颗粒的体积浓度，将多相物颗粒的体积浓度返回至控制处理器存储输出。