超声波测距装置.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局*CN101915917A*(12)发明专利申请(10)申请公布号CN101915917A(43)申请公布日2010.12.15(21)申请号201010266966.1(22)申请日2010.08.31(71)申请人上海交通大学地址200240上海市闵行区东川路800号(72)发明人何婧初贾君(74)专利代理机构上海交达专利事务所31201代理人王锡麟王桂忠(51)Int.Cl.G01S7/523(2006.01)G01S15/08(2006.01)权利要求书1页说明书3页附图1页(54)发明名称超声波测距装置(57)摘要一种超声波测量领域的超声波测距装置，包括：超声波发射接收模块和控制模块，其中，超声波发射接收模块和控制模块相连并由控制模块向超声波发射接收模块传输测距控制信号，由超声波发射接收模块向控制模块传输超声波数据信号。本发明将公知的盲区从40厘米降低到20厘米，同时结构简单，测距效率高，不受环境温度和振动的影响。CN10957ACN101915917A权利要求书1/1页1.一种超声波测距装置，包括：超声波发射接收模块和控制模块，其中，超声波发射接收模块和控制模块相连并由控制模块向超声波发射接收模块传输测距控制信号，由超声波发射接收模块向控制模块传输超声波数据信号，其特征在于：所述的超声波发射接收模块包括：方波发射子模块、发射放大子模块、超声波发射子模块、超声波接收子模块、接收放大子模块、检波子模块、超声波检验接收子模块、检验接收放大子模块和检验检波子模块，其中：方波发射子模块与发射放大子模块相连并传输方波信号，发射放大子模块与超声波发射子模块相连并传输经放大的方波信号，超声波接收子模块与接收放大子模块相连并传输接收到的超声波信号，接收放大子模块与检波子模块相连并传输放大的超声波信号，超声波检验接收子模块与检验接收放大子模块相连并传输接收到的超声波信号，检验接收放大子模块与检验检波子模块相连并传输放大的超声波信号。2.根据权利要求1所述的超声波测距装置，其特征是，所述的控制模块包括：温度检测子模块、单片机子模块和显示子模块，其中：温度检测子模块与单片机子模块相连并传输温度检测信息，单片机子模块与显示子模块相连并传输距离数据信号。3.根据权利要求1所述的超声波测距装置，其特征是，所述的超声波发射接收模块中：方波发射子模块采用多谐振荡器，产生40kHz的方波信号；发射放大子模块采用两级共射级联放大电路，第一级为共射放大电路组成，第二级为达林顿管构成；超声波发射子模块采用超声波换能器并联在级联三极管的两端；超声波接收子模块和超声波检验接收子模块均采用超声波换能器，接收放大子模块和检验接收放大子模块均采用LM324型放大器，检波子模块和检验检波子模块均采用LM567型检波器。4.根据权利要求2所述的超声波测距装置，其特征是，所述的控制模块中：温度检测子模块采用包括模数转换模块的温度传感器，单片机子模块内置32个可编程I/O线、三个16位定时器/计数器以及8个中断源，显示子模块采用普通4位7段码数码管。2CN101915917A说明书1/3页超声波测距装置技术领域[0001]本发明涉及的是一种超声波测量技术领域的装置，具体是一种超声波测距装置。背景技术[0002]超声波测距法，是指利用超声波测量已知基准位置和目标物体表面之间距离同时与电子技术相结合来实现非接触式距离测量的方法。作为一种典型的非接触测量是超声波测距法，该方法具有不受光、电磁波以及粉尘等外界因素干扰的优点，该方法基于计算超声波在被测物体和超声波探头之间的传输时间或其他参数来测量距离的，对被测目标无损害。而且超声波传播速度在相当大范围内与频率无关。[0003]在气体中，超声波传播速度与气体种类、压力及温度有关。在空气中，超声波的传播速度主要与空气的压力和温度有关，正常条件下由于大气压力变化很小，其传播速度主要受温度的影响。在空气中的传播速度：[0004][0005]式中，c为超声波速度，T为空气中温度。[0006]经对现有文献进行研究，中国发明专利200910036537.2叙述了一种超声波测距装置，该装置根据物体位置，设定阈值，并通过不同的驱动信号频率，进行测量。在这种模式下，虽然盲区有所降低，但是增加了对物体位置的预判，不符合实际工程应用，降低了测距的效率。同时，该专利中，超声波在测量过程中，易受到环境温度、振动的影响。发明内容[0007]本发明针对现有技术存在的上述不足，提供一种超声波测距装置，将公知的盲区从40厘米降低到20厘米，同时结构简单，测距效率高，不受环境温度和振动的影响。[0008]本发明是通过以下技术方案实现的，本发明包括：超声波发射接收模块和控制模块，其中，超声波发射接收模块和控制模块相连并由控制模块向超声波