基于声学的高精度非接触式体积测量方法

摘要

提出一种基于声学原理的方法以实现精确的非接触物体体积测量。基于分布参数模型,该方法被进一步优化并据此设计出一套声学体积测量仪。借助有限元软件Virtual.Lab构建声学体积计声场的有限元模型。为了得到最优几何参数,改变不同的尺寸,计算相应的测量误差。参数涉及旁通孔的半径、高度、位置,垫片高度、放置方向以及驱动信号等因素。根据仿真得到的最佳形状参数设计出声学体积测量仪进行实验验证。实验测量5 kg,2 kg,100 g的砝码体积,最大误差不超过标称体积的0.6%,而且测量结果稳定,多次测量的标准差不超过0.1 cm3。该方法快速高效,能无损测量,造价低廉,不但适合大规模工业应用,而且能满足实验室使用的精度要求。