CN102141430A - 声波和电磁波协同无线测量样件谐振频率的方法和系统 - Google Patents
声波和电磁波协同无线测量样件谐振频率的方法和系统 Download PDFInfo
- Publication number
- CN102141430A CN102141430A CN 201010613415 CN201010613415A CN102141430A CN 102141430 A CN102141430 A CN 102141430A CN 201010613415 CN201010613415 CN 201010613415 CN 201010613415 A CN201010613415 A CN 201010613415A CN 102141430 A CN102141430 A CN 102141430A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- frequency
- tested sample
- tested
- electromagnetic wave
- wave
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
Images
Landscapes
- Measurement Of Mechanical Vibrations Or Ultrasonic Waves (AREA)
Abstract
本发明公开了一种声波和电磁波协同无线测量样件谐振频率的方法和系统。电磁波源产生的单频载波信号，经发射天线转换为电磁波，照射待测样件；待测样件反射的电磁波经接收天线接收后，被频谱仪接收。声波源产生音频信号，经由电声换能器转换为大功率、高指向性声波束，照射待测样件，使待测样件产生机械振动。当声波的频率等于待测样件的谐振频率时，待测样件的机械振动幅度最大。待测样件的机械振动对电磁波产生幅度调制，使频谱图中载波两侧出现旁瓣。通过频谱仪观察载波两侧的旁瓣，旁瓣幅度最大时所对应的声波频率，就是待测样件的谐振频率。本发明在不损坏、不接触被测样件的情况下，准确地测量出各种待测样件的谐振频率。
Description
技术领域
本发明涉及一种声波和电磁波协同工作方法和系统，尤其是涉及一种声波和电磁波协同无线测量样件谐振频率的方法和系统。
背景技术
谐振频率，又称固有频率，是指由于物理系统本身组成材料和结构尺寸等原因而具有的频率。对于一个物理系统而言，当外界策动力的频率和其谐振频率相同时，该系统受迫振动振幅最大。一般来说一个系统（不管是力学的、声响的还是电子的）有多个谐振频率，在这些频率上振动比较容易，在其它频率上振动比较困难。
传统的谐振频率测量方法包括简谐力激振法、锤击法和自谱分析法等。简谐力激振法和锤击法存在损坏被测样件的风险；而自谱分析法实施困难，并且只适用于特定结构的待测样件。
发明内容
本发明的目的在于提供一种声波和电磁波协同无线测量样件谐振频率的方法和系统，在不损坏、不接触被测样件的情况下，准确地测量出各种待测样件的谐振频率。
本发明采用的技术方案是：
一、一种声波和电磁波协同无线测量样件谐振频率的方法：
电磁波源产生的单频载波信号，经发射天线转换为电磁波，照射待测样件；待测样件反射的电磁波经接收天线接收后，被频谱仪接收；声波源产生音频信号，经由电声换能器转换为大功率、高指向性声波束，照射待测样件，使待测样件产生机械振动，当声波的频率等于待测样件的谐振频率时，待测样件的机械振动幅度最大；待测样件的机械振动对电磁波产生幅度调制，使频谱图中载波两侧出现旁瓣；通过频谱仪观察载波两侧的旁瓣，旁瓣幅度最大时所对应的声波频率，就是待测样件的谐振频率。
二、一种声波和电磁波协同无线测量样件谐振频率的系统：
包括电磁波源、发射天线、接收天线、频谱仪、声波源和电声换能器；电磁波源接发射天线，经发射天线转换为电磁波，照射待测样件；频谱仪接接收天线，待测样件反射的电磁波经接收天线接收后，被频谱仪接收；声波源接电声换能器，经由电声换能器转换为频率可调的单频声波束照射待测样件，使待测样件产生机械振动。
所述的待测样件为任一系统或者器件。
本发明具有的有益效果是：
本发明实施方便简单，在不损坏、不接触被测样件的情况下，准确地测量出各种待测样件的谐振频率。
附图说明
图1是本发明实现的原理框图。
图2是未发射声波时接收电磁波的频谱图。
图3是谐振时接收电磁波的频谱图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明。
如图1所示，包括电磁波源、发射天线、接收天线、频谱仪、声波源和电声换能器；电磁波源接发射天线，经发射天线转换为电磁波，照射待测样件；频谱仪接接收天线，待测样件反射的电磁波经接收天线接收后，被频谱仪接收；声波源接电声换能器，经由电声换能器转换为大功率、高指向性频率可调的单频声波束照射待测样件，使待测样件产生机械振动。
所述的待测样件为任一系统或者器件。
A)电磁波源产生的单频载波信号，经发射天线转换为电磁波，照射待测样件；
B)待测样件反射的电磁波经接收天线接收后，被频谱仪接收。
C)声波源产生音频信号，经由电声换能器转换为大功率、高指向性的声波束，照射待测样件，使待测样件产生机械振动，当声波的频率等于待测样件的谐振频率时，待测样件的机械振动幅度最大。
D)待测样件的机械振动对反射的电磁波产生幅度调制，使载波两侧出现旁瓣；通过频谱仪观察载波两侧的旁瓣，旁瓣幅度最大时所对应的声波频率，就是待测样件的谐振频率。
在本发明测量系统中：
电磁波源使用商业射频信号源，如安捷伦公司生产的E8267C。
发射天线和接收天线使用偶极子等常用天线。
频谱仪使用商业频谱分析仪，如安捷伦公司生产的E4407B。
声波源使用计算机声卡，如创新公司生产的USB外置声卡X-Fi Surround 5.1；或者使用商业低频信号源，如安捷伦公司生产的33210A。
电声换能器使用大功率喇叭，如惠威TN28和反射面天线，如中卫(JONSA)卫星天线KU锅面。
图2为演示实验中，2.45GHz的单频电磁波照射到静止的待测样件上时，被待测样件反射的电磁波的频谱。该频谱只在2.45GHz处存在波峰。
图3为演示实验中，2.45GHz单频电磁波和3kHz声波束同时照射到待测样件上时，被待测样件反射的电磁波的频谱。该频谱在2.45GHz的载波两侧相距3kHz处出现旁瓣。该旁瓣的幅度，是不同频率声波所能引起的旁瓣的最大值，即演示实验中的待测样件的谐振频率为3kHz。
信号工作途径如下: 电磁波源产生的单频载波信号，经发射天线转换为电磁波，照射待测样件；待测样件反射的电磁波经接收天线接收后，被频谱仪接收；声波源产生音频信号，经由电声换能器转换为大功率、高指向性的声波束，照射待测样件，使待测样件产生机械振动，当声波的频率等于待测样件的谐振频率时，待测样件的机械振动幅度最大；待测样件的机械振动对反射的电磁波产生幅度调制，使频谱图中载波两侧出现旁瓣；通过频谱仪观察载波两侧的旁瓣，旁瓣幅度最大时所对应的声波频率，就是待测样件的谐振频率。
Claims (3)
1.一种声波和电磁波协同无线测量样件谐振频率的方法，其特征在于：电磁波源产生的单频载波信号，经发射天线转换为电磁波，照射待测样件；待测样件反射的电磁波经接收天线接收后，被频谱仪接收；声波源产生音频信号，经由电声换能器转换为大功率、高指向性声波束，照射待测样件，使待测样件产生机械振动，当声波的频率等于待测样件的谐振频率时，待测样件的机械振动幅度最大；待测样件的机械振动对电磁波产生幅度调制，使频谱图中载波两侧出现旁瓣；通过频谱仪观察载波两侧的旁瓣，旁瓣幅度最大时所对应的声波频率，就是待测样件的谐振频率。
2.根据权利要求1所述方法的一种声波和电磁波协同无线测量样件谐振频率的系统，其特征在于：包括电磁波源、发射天线、接收天线、频谱仪、声波源和电声换能器；电磁波源接发射天线，经发射天线转换为电磁波，照射待测样件；频谱仪接接收天线，待测样件反射的电磁波经接收天线接收后，被频谱仪接收；声波源接电声换能器，经由电声换能器转换为频率可调的单频声波束照射待测样件，使待测样件产生机械振动。
3.根据权利要求2所述的一种声波和电磁波协同无线测量样件谐振频率的系统，其特征在于：所述的待测样件为任一系统或者器件。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN2010106134158A CN102141430B (zh) | 2010-12-30 | 2010-12-30 | 声波和电磁波协同无线测量样件谐振频率的方法和系统 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN2010106134158A CN102141430B (zh) | 2010-12-30 | 2010-12-30 | 声波和电磁波协同无线测量样件谐振频率的方法和系统 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN102141430A true CN102141430A (zh) | 2011-08-03 |
| CN102141430B CN102141430B (zh) | 2012-04-18 |
Family
ID=44409104
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN2010106134158A Expired - Fee Related CN102141430B (zh) | 2010-12-30 | 2010-12-30 | 声波和电磁波协同无线测量样件谐振频率的方法和系统 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN102141430B (zh) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102611214A (zh) * | 2012-04-06 | 2012-07-25 | 天津工业大学 | Emsr电磁能量发射与接收系统 |
| WO2016078484A1 (en) * | 2014-11-17 | 2016-05-26 | Beijing Zhigu Rui Tuo Tech Co., Ltd. | Method and apparatus for obtaining vibration information and user equipment |
| CN105841798A (zh) * | 2016-05-12 | 2016-08-10 | 重庆医科大学 | 用于声波检测的高灵敏度水听器 |
| US10338218B2 (en) | 2014-11-17 | 2019-07-02 | Beijing Zhigu Rui Tuo Tech Co., Ltd. | Method and apparatus for obtaining vibration information and user equipment |
| US10816392B2 (en) | 2014-11-17 | 2020-10-27 | Beijing Zhigu Rui Tuo Tech Co., Ltd. | Method and apparatus for obtaining vibration information and user equipment |
Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5535228A (en) * | 1978-09-02 | 1980-03-12 | Akihiro Fujimura | Observation unit for inside of body using doppler effect of electromagnetic wave and acoustic wave |
| US4930352A (en) * | 1989-03-30 | 1990-06-05 | The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Air Force | Reflective membrane optical scintillator |
| CN101038207A (zh) * | 2006-02-01 | 2007-09-19 | 通用电气公司 | 用于对机器中的振动进行远程监视的系统和方法 |
| JP4059809B2 (ja) * | 2003-06-02 | 2008-03-12 | 株式会社小野測器 | レーザドップラ振動計 |
| CN101196467A (zh) * | 2006-12-05 | 2008-06-11 | 佳能株式会社 | 使用电磁波的检测方法以及检测装置 |
| CN101755192A (zh) * | 2007-06-05 | 2010-06-23 | 图卢兹聚合技术国家研究所 | 用于检测多孔结构件中的水的方法和设备 |
-
2010
- 2010-12-30 CN CN2010106134158A patent/CN102141430B/zh not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5535228A (en) * | 1978-09-02 | 1980-03-12 | Akihiro Fujimura | Observation unit for inside of body using doppler effect of electromagnetic wave and acoustic wave |
| US4930352A (en) * | 1989-03-30 | 1990-06-05 | The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Air Force | Reflective membrane optical scintillator |
| JP4059809B2 (ja) * | 2003-06-02 | 2008-03-12 | 株式会社小野測器 | レーザドップラ振動計 |
| CN101038207A (zh) * | 2006-02-01 | 2007-09-19 | 通用电气公司 | 用于对机器中的振动进行远程监视的系统和方法 |
| CN101196467A (zh) * | 2006-12-05 | 2008-06-11 | 佳能株式会社 | 使用电磁波的检测方法以及检测装置 |
| CN101755192A (zh) * | 2007-06-05 | 2010-06-23 | 图卢兹聚合技术国家研究所 | 用于检测多孔结构件中的水的方法和设备 |
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102611214A (zh) * | 2012-04-06 | 2012-07-25 | 天津工业大学 | Emsr电磁能量发射与接收系统 |
| WO2016078484A1 (en) * | 2014-11-17 | 2016-05-26 | Beijing Zhigu Rui Tuo Tech Co., Ltd. | Method and apparatus for obtaining vibration information and user equipment |
| US10197437B2 (en) | 2014-11-17 | 2019-02-05 | Beijing Zhigu Rui Tuo Tech Co., Ltd. | Method and apparatus for obtaining vibration information and user equipment |
| US10338218B2 (en) | 2014-11-17 | 2019-07-02 | Beijing Zhigu Rui Tuo Tech Co., Ltd. | Method and apparatus for obtaining vibration information and user equipment |
| US10816392B2 (en) | 2014-11-17 | 2020-10-27 | Beijing Zhigu Rui Tuo Tech Co., Ltd. | Method and apparatus for obtaining vibration information and user equipment |
| CN105841798A (zh) * | 2016-05-12 | 2016-08-10 | 重庆医科大学 | 用于声波检测的高灵敏度水听器 |
| CN105841798B (zh) * | 2016-05-12 | 2019-05-14 | 重庆医科大学 | 用于声波检测的高灵敏度水听器 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN102141430B (zh) | 2012-04-18 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN102141430B (zh) | 声波和电磁波协同无线测量样件谐振频率的方法和系统 | |
| TWI557533B (zh) | 電子裝置 | |
| CN107462775A (zh) | 一种电磁屏蔽效能测试系统及其改善屏蔽效能的测试方法 | |
| CN202421348U (zh) | 天线远场方向图频谱仪多点扫频测量系统 | |
| GB594654A (en) | Antenna system for ultra-short waves | |
| CN105490022B (zh) | 多通道紧缩场馈源 | |
| RU2011124277A (ru) | Способ параметрического приема волн различной физической природы в морской среде | |
| CN102650686B (zh) | 一种电力用窄带非接触式超声局放测试仪器技术参数测评方法 | |
| TW200614593A (en) | Antenna for portable electronic device | |
| CN104296782B (zh) | 一种增强声表面波传感信号强度的系统及方法 | |
| CN105891617B (zh) | 一种超声波换能器性能测试设备 | |
| RU2010141671A (ru) | Способ параметрического приема волн различной физической природы в морской среде | |
| CN204202623U (zh) | 一种增强声表面波传感信号强度的系统 | |
| RU2011128239A (ru) | Способ и устройство нелинейной радиолокации | |
| CN109254207B (zh) | 一种线缆电磁辐射分析方法及系统 | |
| Adibelli et al. | THz bistatic backscatter side-channel sensing at a distance | |
| TWI539663B (zh) | 手持式裝置 | |
| JP4819663B2 (ja) | 複素誘電率測定装置及び複素誘電率測定方法 | |
| Gurses et al. | Ultra-Sensitive Broadband Remote Sensing Instrument for Longwave Radio Reception | |
| RU75522U1 (ru) | Устройство радиомаскировки | |
| CN201178409Y (zh) | 无线语音室 | |
| CN204836103U (zh) | 一种宽带数字信号干预源 | |
| RU2009142383A (ru) | Способ телеграфной радиосвязи и устройство для его реализации | |
| CN108963444B (zh) | 天线、能量转换及通信系统 | |
| Zhou et al. | Design of Fabry-Perot Resonator Antenna Using Non-uniform Superstrate |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| C14 | Grant of patent or utility model | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| EE01 | Entry into force of recordation of patent licensing contract |
Assignee: Jinhua TROQ Electronic Co., Ltd. Assignor: Zhejiang University Contract record no.: 2012330000380 Denomination of invention: Method and system for wirelessly measuring resonant frequency of sample piece by combination of sound waves and electromagnetic waves Granted publication date: 20120418 License type: Exclusive License Open date: 20110803 Record date: 20120613 |
|
| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |
Granted publication date: 20120418 Termination date: 20171230 |
|
| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |