[實用新型]超聲波測量用自動校準裝置

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 96207318.0
• 申請日: 1996-04-01
• 公開（公告）號: CN2252978Y
• 公開（公告）日: 1997-04-23
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 李長宏
• 申請（專利權(quán)）人: 李長宏
• 主分類號: G01C25/00
• 分類號: G01C25/00
• 代理公司: 中國船舶工業(yè)總公司專利事務(wù)所
• 代理人: 繆蕾

本實用新型涉及一種自動校準裝置，適用于以空氣為介質(zhì)的超聲波測量領(lǐng)域。

超聲波測量由于測量精度高，且對環(huán)境沒有污染，對測量物體沒有損傷，設(shè)備價格較低，因而在國民經(jīng)濟和人民生活的各個領(lǐng)域有著極為廣泛的應(yīng)用。但是，當超聲波測量是通過空氣介質(zhì)進行時，由于空氣密度受環(huán)境溫度、濕度的影響而不斷變化，因此超聲波的傳播速度也隨之改變，從而導(dǎo)致測量結(jié)果的重復(fù)性差，測量精度受到影響，極大地限制了超聲波測量技術(shù)的應(yīng)用。

本實用新型的目的是提供一種用于超聲波測量的自動校準裝置，它在以空氣為介質(zhì)進行超聲波測量時，能實時地對測量精度進行校正，以保證測量精度。

本實用新型的目的是通過下述方案實現(xiàn)的：將超聲波發(fā)射元件和接收元件置于殼體內(nèi)，測量基準板與殼體之間通過連接桿連接；超聲波發(fā)射元件和接收元件分別與計算機連接。

上述的超聲波發(fā)射元件和接收元件可安裝在連接桿的一端，呈反射式接收方式；也可分別安裝在連接桿的兩端，呈直射式接收方式。

上所述的超聲波發(fā)射元件和接收元件可采用單獨的元件成對使用，完成發(fā)射和接收；也可采用同一元件來完成發(fā)射和接收。

超聲波發(fā)射元件與計算機之間可通過發(fā)射驅(qū)動電路連接；接收元件與計算機之間可通過兩級放大及閾值電路連接。

本實用新型結(jié)構(gòu)簡單、成本低。將其用于以空氣為介質(zhì)的超聲波測量裝置中，能夠消除空氣密度變化對超聲波測量精度的影響，提高了測量精度，可達到毫米級精度，且重復(fù)性好，使超聲波測量技術(shù)的應(yīng)用得到進一步的推廣。

圖1為本實用新型的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2為本實用新型電路連接示意圖。

圖3為發(fā)射驅(qū)動電路示意圖。

圖4為兩級放大及閾值電路示意圖。

圖5為本實用新型的一種使用狀態(tài)示意圖。

下面結(jié)合附圖對本實用新型作進一步的描述。圖1中，超聲波元件4和超聲波接收元件5裝在殼體1的底部，測量基準板3與超聲波發(fā)射元件4、超聲波接收元件5相對設(shè)置，測量基準板3與殼體1之間通過連接桿2連接。超聲波發(fā)射裝置4和超聲波接收元件5分別與計算機連接，如圖2所示。

超聲波發(fā)射元件4和接收元件5可以安裝在連接桿2的同一端，形成超聲波的反射式接收方式；也可將其分別安裝在連接桿2的兩端，形成超聲波的直接式接收方式。

超聲波發(fā)射元件4和接收元件5可采用單獨的元件成對使用，完成發(fā)射和接收，其數(shù)量至少為一對；也可采用同一元件來完成發(fā)射和接收。

超聲波發(fā)射元件4與計算機之間可通過驅(qū)動電路連接，如圖3所示；接收元件5與計算機之間可通過兩級放大及閾值電路連接，如圖4所示。

使用時，將本實用新型與超聲波測量裝置連接，將超聲波測量裝置中的超聲波發(fā)射頭6與本實用新型的計算機連接，如圖5所示。

首先，同時對校準裝置的基準距離L_s(即超聲波發(fā)射元件4到基準板3之間的距離)和測量裝置的標準距離L_m(即超聲波發(fā)射頭6到平臺7之間的距離)進行測量，得出超聲波在校準裝置中傳播所用的時間t_s和傳播速度v_s，及超聲波在測量裝置中傳播所用的時間t_m和傳播速度v_m，即：

L_s＝v_s·t_s

L_m＝v_m·t_m

此時超聲波在校準裝置和測量裝置中的傳播速度速度是相同的

即：????v_m＝v_s

將上面所得出的數(shù)據(jù)存入計算機中。

每次在對物體進行測量時，都同時要對基準距離進行測量，此時：

L_sx＝v_sx·t_sx

L_mx＝v_mx·t_mx其中：L_sx為對物體進行測量時校準裝置的基準距離，

v_sx為對物體進行測量時超聲波通過基準距離的傳播速度，

L_sx為對物體進行測量時超聲波通過基準距離所用的時間，

L_mx為對物體進行測量時超聲波通過測量裝置發(fā)射頭6到所測物體8之間的距離，

v_mx為對物體進行測量時超聲波通過測量裝置發(fā)射頭6到所測物體8之間的傳播速度，