[發(fā)明專利]基于實(shí)測(cè)聲速的超聲波測(cè)距方法及超聲波傳感器

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201510852058.3
• 申請(qǐng)日: 2015-11-30
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN105510918A
• 公開(kāi)（公告）日: 2016-04-20
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 周自平;楊席;瑛健;羅奎;馮健
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 湖南沄輝科技股份有限公司
• 主分類號(hào): G01S15/08
• 分類號(hào): G01S15/08;G01F23/296
• 代理公司: 長(zhǎng)沙楚為知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 43217
• 代理人: 李大為;于海東

1.基于實(shí)測(cè)聲速的超聲波測(cè)距方法，其特征在于，具體包括以下步驟：

A、設(shè)置已知固定距離L，利用超聲波探頭測(cè)出當(dāng)時(shí)的實(shí)際聲速V_實(shí)；

B、利用步驟A中測(cè)得的實(shí)際聲速V_實(shí)測(cè)量超聲波探頭底面與待測(cè)物的距離L’,步驟B具 體包括:

B1.通過(guò)中央處理器發(fā)出發(fā)射信號(hào)，發(fā)射信號(hào)經(jīng)變壓器驅(qū)動(dòng)電路升壓后驅(qū)動(dòng)超聲波探頭發(fā) 送超聲波，超聲波探頭發(fā)送超聲波時(shí)的時(shí)間為t1’；

超聲波探頭發(fā)出來(lái)的超聲波在遇到待測(cè)物后被反射回來(lái)，被反射回來(lái)的超聲波回波被所 述超聲波探頭接收，并將其轉(zhuǎn)化成超聲波回波信號(hào)，超聲波回波信號(hào)經(jīng)放大、濾波、整形電 路處理后傳回給中央處理器觸發(fā)采樣，超聲波探頭接收到超聲波回波的時(shí)間為t2’；

中央處理器計(jì)算超聲波探頭發(fā)送超聲波和接收到超聲波回波的這段時(shí)間t’，所述 t’＝t2’-t1’；

B2.中央處理器獲取實(shí)際聲速V_實(shí)，并根據(jù)公式：L’＝V_實(shí)×(1/2t’)＝1/2V_實(shí)(t2’-t1’)，計(jì)算得出超聲波探頭底面與待測(cè)物的距離L’。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于實(shí)測(cè)聲速的超聲波測(cè)距方法，其特征在于，

所述步驟A具體包括：

A1.在超聲波探頭一正下方的已知固定距離L處設(shè)置一反射物；

A2.通過(guò)中央處理器發(fā)出發(fā)射信號(hào)，發(fā)射信號(hào)經(jīng)變壓器驅(qū)動(dòng)電路一升壓后驅(qū)動(dòng)超聲波探頭 一發(fā)送超聲波，超聲波探頭一發(fā)送超聲波時(shí)的時(shí)間為t1；

超聲波探頭一發(fā)送出來(lái)的超聲波在遇到固定距離L處的反射物后被反射回來(lái)，被反射回 來(lái)的超聲波回波被所述超聲波探頭一接收，并將其轉(zhuǎn)化成超聲波回波信號(hào)，超聲波回波信號(hào) 經(jīng)放大、濾波、整形電路一處理后傳回給中央處理器觸發(fā)采樣，超聲波探頭一接收到超聲波 回波的時(shí)間為t2；

中央處理器計(jì)算超聲波探頭一發(fā)送超聲波和接收到超聲波回波的這段時(shí)間t，所述 t＝t2-t1；

A3.中央處理器根據(jù)公式：V_實(shí)＝s/t＝2L/(t2-t1)，計(jì)算得出當(dāng)時(shí)的實(shí)際聲速V_實(shí)，并將 測(cè)得的聲速存儲(chǔ)在中央處理器中；

步驟B中的超聲波探頭為超聲波探頭二，對(duì)應(yīng)地，所述步驟B中的變壓器驅(qū)動(dòng)電路為變 壓器驅(qū)動(dòng)電路二，放大、濾波、整形電路為放大、濾波、整形電路二。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于實(shí)測(cè)聲速的超聲波測(cè)距方法，其特征在于，

所述步驟A具體包括：

A1.通過(guò)中央處理器發(fā)出信號(hào)給與中央處理器相連的傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，驅(qū)動(dòng)傳動(dòng)機(jī)構(gòu)將與傳動(dòng)機(jī) 構(gòu)相連的反射物移動(dòng)到超聲波探頭正下方的已知固定距離L處；

A2.通過(guò)中央處理器發(fā)出發(fā)射信號(hào)，發(fā)射信號(hào)經(jīng)變壓器驅(qū)動(dòng)電路升壓后驅(qū)動(dòng)超聲波探頭發(fā) 送超聲波，超聲波探頭發(fā)送超聲波時(shí)的時(shí)間為t1；

超聲波探頭發(fā)送出來(lái)的超聲波在遇到已知固定距離L處的反射物后被反射回來(lái)，被反射 回來(lái)的超聲波回波被所述超聲波探頭接收，并將其轉(zhuǎn)化成超聲波回波信號(hào)，超聲波回波信號(hào) 經(jīng)放大、濾波、整形電路處理后傳回給中央處理器觸發(fā)采樣，超聲波探頭接收到超聲波回波 的時(shí)間為t2；

中央處理器計(jì)算超聲波探頭發(fā)送超聲波和接收到超聲波回波的這段時(shí)間t，所述 t＝t2-t1；

A3.中央處理器根據(jù)公式：V_實(shí)＝s/t＝2L/(t2-t1)，計(jì)算得出當(dāng)時(shí)的實(shí)際聲速V_實(shí)，并將 測(cè)得的聲速存儲(chǔ)在中央處理器中；

在步驟B之前，包括步驟B0：通過(guò)中央處理器發(fā)出信號(hào)給傳動(dòng)機(jī)構(gòu)驅(qū)動(dòng)傳動(dòng)機(jī)構(gòu)收回， 將所述反射物移出超聲波的測(cè)量范圍；

所述步驟A和步驟B中的超聲波探頭為同一超聲波探頭，對(duì)應(yīng)地，所述步驟A和步驟B 中的變壓器驅(qū)動(dòng)電路及放大、濾波、整形電路分別為同一電路。

4.根據(jù)權(quán)利要求1-3任意一項(xiàng)所述的基于實(shí)測(cè)聲速的超聲波測(cè)距方法，其特征在于，

所述基于實(shí)測(cè)聲速的超聲波測(cè)距方法包括：

重復(fù)所述步驟A和步驟B，實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)待測(cè)物的距離L’。