研究目的
为了提高在动态变化的液位情况下使用超声波方法测量液位的准确性。
研究成果
与传统的单通道方法相比，所提出的基于MIMO的超声换能器阵列方法在动态变化条件下显著提高了液位检测的准确性。该方法在系统复杂性和成本降低方面具有优势，有望应用于需要精确液位测量的各个领域。
研究不足
该方法性能受波束形成中聚焦位置、回波信号信噪比以及液位波幅的影响。要获得最佳性能，需在每个扫描方向上合理设置波束形成的聚焦点，并有效控制回波信号噪声。
该方法采用基于虚拟单元技术的多输入多输出（MIMO）超声换能器阵列，以降低系统复杂度和成本。其运用合成孔径技术实现液位快速采样，并包含波束形成中聚焦位置的自主搜索方案，从而获得高精度样本。通过仿真与实际系统验证了该方法，并与传统单通道方案进行了对比。
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ultrasonic transducer
Used for transmitting and receiving ultrasonic signals in liquid level detection.
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arbitrary waveform generator
Generates FMCW waveform and other signal waveforms for the ultrasonic transducer array.
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FPGA
Controls the whole front-end hardware, including waveform generation, signal transmitting/receiving, and data acquisition.
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MCU
Stores data and transfers data to the PC under the control of FPGA.
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preamplifier AFE5805
AFE5805
Constitutes the low-noise amplifier, voltage-controlled attenuator, programmable gain amplifier, and low-pass filter in the receiving channels.
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