刘泽军，王浩全

（中北大学信息与通信工程学院，山西太原，030051）

0 引言

工业生产存在气体泄漏，不仅导致能源浪费，甚至会引发严重事故。传统气体泄漏检测方法较多，有气泡检漏，压力变化检漏，卤素检漏，渗透和化学示踪物检漏[1]。这些方法对操作人员要求较高，操作困难，成本较高，甚至会污染待检测物质。气体泄漏会在泄漏点形成气体湍流，产生超声波，超声波的频谱主要分布在40kHz[2]，本文利用这一原理来进行泄漏检测，并且检测过程中不会与被测物质接触，不会受被测物质的影响，因此具有较强的适应性[3]，这些特点使得超声泄漏检测在众多泄漏场合得到广泛应用。因此本文设计了一种超声泄漏检测系统，通过信号调理电路，AD采集以及快速傅里叶变换方式，实现超声泄漏检测的功能，同时该硬件系统功耗低，操作简单，并且能够实时把检测结果在TFTLCD屏上显示。

1 总体设计方案

超声泄漏检测系统分为个4个模块，分别为信号调理模块，TFTLCD显示模块，微处理器控制模块，电源模块。信号调理模块主要负责对信号进行放大、滤波处理，把微伏信号转换为处理器可以接收的信号；TFTLCD显示模块主要负责显示超声信号的频谱图，及频率等基本信息；微处理器模块主要负责进行信号的处理，如模拟信号的数字化，快速傅里叶变换等，电源模块主要负责给微处理器、放大电路等模块供电。

由于现在嵌入式微处理器的处理速度越来越快，为超声信号在STM32F103ZET6微处理器上进行频谱分析提供了理论依据。……