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超声波传感器的检测方式有哪些?


  根据被检测对象的体积、材质、以及是否可移动等特征,超声波传感器采用的检测方式有所不同,常见的检测方式有如下四种:
  穿透式:发送器和接收器分别位于两侧,当被检测对象从它们之间通过时,根据超声波的衰减(或遮挡)情况进行检测。
  限定距离式:发送器和接收器位于同一侧,当限定距离内有被检测对象通过时,根据反射的超声波进行检测。
  限定范围式:发送器和接收器位于限定范围的中心,反射板位于限定范围的边缘,并以无被检测对象遮挡时的反射波衰减值作为基准值。当限定范围内有被检测对象通过时,根据反射波的衰减情况(将衰减值与基准值比较)进行检测。
  回归反射式:发送器和接收器位于同一侧,以检测对象(平面物体)作为反射面,根据反射波的衰减情况进行检测。
  检测好坏
  超声波传感器用表直接测试是没有什么反映的。要想测试超声波传感器的好坏可以搭一个音频振荡电路,当C1为390OμF时,在反相器脚与脚间可产生一个1.9kHz左右的音频信号。把要检测的超声波传感器(发射和接收)接在脚与脚之间;如果传感器能发出音频声音,基本就可以确定此超声波传感器是好的。
  注:C1=3900μF时,为1.9kHZ左右;C1=0.O1μF时,约0.76kHZ。
  液位测试
  超声波测量液位的基本原理是:由超声探头发出的超声脉冲信号,在气体中传播,遇到空气与液体的界面后被反射,接收到回波信号后计算其超声波往返的传播时间,即可换算出距离或液位高度。超声波测量方法有很多其它方法不可比的优点:
  (1)无任何机械传动部件,也不接触被测液体,属于非接触式测量,不怕电磁干扰,不怕酸碱等强腐蚀性液体等,因此性能稳定;
  (2)其响应时间短可以方便的实现无滞后的实时测量。
  系统采用的超声波传感器的工作频率为40kHz左右。由发射传感器发出超声波脉冲,传到液面经反射后返回接收传感器,测出超声波脉冲从发射到接收到所需的时间,根据媒质中的声速,就能得到从传感器到液面之间的距离,从而确定液面。考虑到环境温度对超声波传播速度的影响,通过温度补偿的方法对传播速度予以校正,以改进测量精度。计算公式为:
  V=331.5+0.607T
  (1)式中:V为超声波在空气中传播速度;T为环境温度。S=V×t/2=V×(t1-t0)/2
  (2)式中:S为被测距离;t为发射超声脉冲与接收其回波的时间差;t1为超声回波接收时刻;t0为超声脉冲发射时刻。利用MCU的捕获功能可以很方便地测量t0时刻和t1时刻,根据以上公式,用软件编程就可以得到被测距离S。由于本系统的MCU选用了具有SOC特点的混合信号处理器,其集成了温度传感器,因此可利用软件很方便的实现对传感器的温度补偿。
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