超声脉冲回波测距装置.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN105572672A(43)申请公布日2016.05.11(21)申请号201510707071.X(22)申请日2015.10.27(30)优先权数据14190932.52014.10.29EP(71)申请人西门子公司地址德国慕尼黑(72)发明人乔治·布尔恰(74)专利代理机构北京康信知识产权代理有限责任公司11240代理人余刚李慧(51)Int.Cl.G01S15/08(2006.01)权利要求书1页说明书3页附图1页(54)发明名称超声脉冲回波测距装置(57)摘要本发明涉及一种超声脉冲回波测距装置，包括：压电转换器，用于发射超声波至目标物体并接收由目标物体反射的回波；发射器，用于驱动转换器；接收器，用于接收转换器的信号；第一变压器，具有耦接至发射器的输出的初级绕组以及连接至转换器的次级绕组；第二变压器，具有耦接至接收器的输入的初级绕组以及连接至转换器的次级绕组。为了优化传入和传出压电转换器的信号，第一和第二转换器的次级绕组与转换器串联，第一开关元件与第一变压器的初级绕组并联，并且控制第一开关元件，以当接收器接收来自转换器的信号时，使该初级绕组短路，以及第二开关元件与第二变压器的初级绕组并联，控制第二开关元件，以当发射器驱动转换器时，使该初级绕组短路。CN105572672ACN105572672A权利要求书1/1页1.一种超声脉冲回波测距装置，包括：-压电转换器(4)，用于向目标物体发射超声波并且接收由所述目标物体反射的回波，-发射器(1)，具有用于驱动所述转换器(4)的输出端(5)，-接收器(6)，具有用于接收来自所述转换器(4)的信号的输入端(8)，-第一变压器(3)，具有耦接至所述发射器(1)的输出端(5)的初级绕组(10)和连接至所述转换器(4)的次级绕组(11)，以及-第二变压器(7)，具有耦接至所述接收器(6)的输入端(8)的初级绕组(12)和连接至所述转换器(4)的次级绕组(13)，其特征在于：-所述第一转换器(3)的次级绕组(11)和所述第二转换器(7)的次级绕组(13)与所述转换器(4)串联，-第一开关元件(14)与所述第一变压器(3)的初级绕组(10)并联，控制所述第一开关元件(14)，以当所述接收器(6)接收来自所述转换器(4)的信号时，使所述第一变压器(3)的初级绕组(10)短路，以及-第二开关元件(15)与所述第二变压器(7)的初级绕组(12)并联，控制所述第二开关元件(15)，以当所述发射器(1)驱动所述转换器(4)时，使所述第二变压器(7)的初级绕组(12)短路。2.根据权利要求1所述的超声脉冲回波测距装置，其特征在于，所述第二开关元件(15)为限制器(16)，该限制器限制在所述发射器(1)驱动所述转换器(4)时出现在所述第二变压器(7)的初级绕组(12)上的高电压。3.根据权利要求2所述的超声脉冲回波测距装置，其特征在于，所述限制器(16)由一对背对背二极管(17，18)组成。4.根据前述权利要求中任一项所述的超声脉冲回波测距装置，其特征在于，所述第一变压器(3)从所述初级绕组(10)到所述次级绕组(11)的升压比为1：M，其中，M>1，并且所述第二变压器(7)从所述次级绕组(13)到所述初级绕组(12)的升压比为1：N，其中，N>1。2CN105572672A说明书1/3页超声脉冲回波测距装置技术领域[0001]本发明涉及一种超声脉冲回波测距装置。背景技术[0002]脉冲回波测距装置，比如渡越时间测距装置，通常用于物位测量应用，在发射一系列能量脉冲之后，通过测量接收反射脉冲或回波所用的时间来确定与目标物体(比如，容器中材料的反射面)的距离。这种装置通常使用超声脉冲或脉冲雷达或微波信号。[0003]声脉冲回波测距系统一般包括生成高频电脉冲的发射器，以使电声转换器生成声脉冲。使用该同样的转换器接收从目标物体反射回来的声能，并把该能量转化为应用于接收器的电信号。通过放大、过滤和封波整形，可从接收到的信号中生成回波廓线，其中，在某些点进行模拟数字转换。通过信号处理器在数字回波廓线中识别回波脉冲，并且基于发射的能量脉冲和被识别的回波脉冲的传输次数，可计算出目标物体的距离或范围。之后，利用通信协议，计算出的距离或范围通过通信总线传输至过程控制系统。[0004]从JP2010-158470A已知一种医用超声诊断仪。该已知的装置包括：[0005]-压电转换器，用于发射超声波至目标物体并且接收从该目标物体反射回来的回波，[0006]-发射器，具有驱动转换器的输出端，[0007]-接收器，具有接收来自转换器的输入端，[0008]-第一变压器，具有耦接至发射器的输出端的初级绕组和连接至转换器的次级绕组，以及[0009]-第二变压器，