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Updated: Jul 1, 2026
08:41
Ultrasound Velocity Measurement in a Liquid Metal Electrode
Published on: August 5, 2015
11.7K
超声波能量和数据通过金属液体多层通道传输,增强自动增益和载体控制
Raphael B Pereira1, Arthur M B Braga2, Alan C Kubrusly1
1Center for Telecommunication Studies, Pontifical Catholic University of do Rio de Janeiro, Rio de Janeiro 22451-900, Brazil.
Sensors (Basel, Switzerland)
|July 11, 2023
概括
这项研究证明了通过多层流体-固体屏障同时传输超声波数据和功率. 新的自动增益和载体控制提高了效率,并减少了强大的监控应用程序的错误.
科学领域:
- 声学 声学 在声学方面
- 信号处理 信号处理
- 材料科学 材料科学 材料科学
背景情况:
- 当有线或电磁链路不切实际时,超声波通信和功率传输为传统方法提供了替代方案.
- 现有的超声波系统通常通过单个固体屏障运行,限制了在多媒体环境中的应用.
- 多层流体-固体介质引入了显著的插入损失,降低了通信和功率传输的系统效率.
研究的目的:
- 开发和评估一种超声波系统,通过两块由流体层隔开的钢板同时传输数据和功率.
- 在多介质超声系统中研究频率调制与自动增强控制 (AGC) 和自动载波控制 (ACC) 的有效性.
- 在数据速率,功率传输能力和潜在监控应用的效率方面评估系统的性能.
主要方法:
- 使用同轴对齐的压电传感器的系统被设计为通过两个5毫米钢板和100毫米流体间隙传输.
- 频率转换键 (FSK) 调制用于数据传输,并与定制开发的调制解调器一起使用.
- 新的自动增强控制 (AGC) 和自动载体控制 (ACC) 技术被整合起来以优化性能.
主要成果:
- 该系统实现了19200 bps的数据传输速率,同时传输了66mW的功率.
- 超声波系统成功为压力和温度传感器提供动力.
- AGC将传输误差从12%降低到5%,ACC将全球功耗从2.6W降低到1.2W.
结论:
- 开发的超声波系统有效地通过具有挑战性的流体-固体多层屏障实现了同时数据和功率传输.
- 集成AGC和ACC显著提高了数据传输的可靠性,并降低了功耗.
- 该系统显示了结构健康监测在苛刻的环境,如石油井的强大潜力.
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