一种超声波换能器的控制方法、装置以及系统制造方法及图纸

技术编号:10344686 阅读:115 留言:0更新日期:2014-08-21 16:46
本发明专利技术提供一种超声波换能器的控制方法、装置以及系统。所述一种超声波换能器的控制方法,包括:当满足触发条件后,则获取超生波换能器的发射换能器发射的超声波的第一当前波长;获取反射面与所述超生波换能器之间的第一当前距离;获取所述第一当前距离的2倍值与所述第一当前波长的整数倍值之间的差值的绝对值的最小值;判断所述最小值是否大于或者等于门限值;如果为是,则根据所述第一当前波长确定所述发射换能器的理想发射频率;并根据所述理想发射频率,对所述发射换能器进行调整,使得所述第一当前距离的2倍值为第二波长的整数倍;所述第二波长为调整后的所述发射换能器发射的超声波的波长。本发明专利技术能够提高测量的准确性。

【技术实现步骤摘要】
一种超声波换能器的控制方法、装置以及系统
本专利技术涉及超声传感
,特别是指一种超声波换能器的控制方法、装置以及系统。
技术介绍
目前,随着超声技术的发展,超声技术已被广泛的应用到各种领域,从工业检测到医疗检测,无不有超声技术的身影。有些应用领域要求设备小型化,要求超声短距离连续测量。一些场景中,要求只有几个波长的距离,甚至更短,而超声波连续发射多个脉冲激励后的波形,经过与平行的反射面反射后返回到发射端时的能量依然很强,因此如果不能形成共振,可能会影响发射换能器的电声转换,从而造成发射波形失真。同时,由于超声波的传输特性,即便是在某一固定环境下可以达到共振,但由于影响超声波传输的环境条件的变化,将造成失真,从而造成检测不准,甚至造成无法检测的问题。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题是,提供一种超声波换能器的控制方法和装置以及系统,能够提高检测的准确率。为解决上述技术问题,本专利技术的实施例提供一种超声波换能器的控制方法,包括:当满足触发条件后,则获取超生波换能器的发射换能器发射的超声波的第一当前波长;获取反射面与所述超生波换能器之间的第一当前距离;获取所述第一当前距离的2倍值与所述第一当前波长的整数倍值之间的差值的绝对值的最小值;判断所述最小值是否大于或者等于门限值;如果为是,则根据所述第一当前波长确定所述发射换能器的理想发射频率;并根据所述理想发射频率,对所述发射换能器进行调整,使得所述第一当前距离的2倍值为第二波长的整数倍;所述第二波长为调整后的所述发射换能器发射的超声波的波长。所述获取超生波换能器的发射换能器发射的超声波的第一当前波长的步骤包括:获取所述发射换能器发射的超声波的第一当前频率;获取所述发射换能器发射的超声波通过反射到达所述超生波换能器的接收换能器的第一路径长度;检测得到所述发射换能器发射的超声波到达所述接收换能器的时长;根据所述第一路径长度和所述时长,计算所述超声波的第一当前速度;根据所述第一当前速度和所述第一当前频率,计算第一当前波长。所述根据所述第一当前速度和所述第一当前频率,计算第一当前波长的步骤具体为根据以下公式计算:λ = V/F ;其中,V为第一当前速度,F为第一当前频率;λ为第一当前波长。所述获取所述发射换能器发射的超声波通过反射到达超生波换能器的接收换能器的第一路径长度步骤具体为根据以下公式:φ2 +L2 = φ2 ;其中,D为所述发射换能器和所述接收换能器之间的距离;S为所述发射换能器发射的超声波通过反射到达所述接收换能器的第一路径长度;L为所述反射面与所述超生波换能器之间的第一当前距离。所述获取超生波换能器的发射换能器发射的超声波的第一当前波长的步骤包括:获取所述发射换能器发射的超声波的第一当前频率;获取当前温度;根据所述当前温度,计算所述发射换能器发射的超声波的第一当前速度;根据所述第第一当前速度以及所述第一当前频率,计算所述发射换能器发射的波形的第一当前波长。所述根据所述当前温度,计算所述发射换能器发射的超声波的第一当前速度的步骤具体为根据以下公式计算:V = 331.45+0.607T ;其中,V为第一当前速度;T为当前温度。所述门限值的最大值为:使得所述发射换能器发射的波形在一次发射过程中,发射最后一个脉冲时,最后一个脉冲的波形与到达发射换能器的第一个脉冲的波形相比,延时或提前不超过1/4个周期。所述满足触发条件的步骤具体为:每隔固定时长;或者所述超声波换能器所处的环境因素发生变化。所述的方法,还包括:获取所述发射换能器发射的波形的第三当前波长;根据所述第三当前波长,确定所述反射面与所述超生波换能器之间的理想距离,使得所述理想距离的2倍值为所述第三当前波长的整数倍;根据所述理想距离,调整所述反射面与所述超生波换能器之间的距离。本专利技术还提供一种超声波换能器的控制装置,包括:第一获取单元,当满足触发条件后,则获取超生波换能器的发射换能器发射的超声波的第一当前波长;第二获取单元,获取反射面与所述超生波换能器之间的第一当前距离;第一计算单元,获取所述第一当前距离的2倍值与所述第一当前距离的整数倍值之间的差值的绝对值的最小值;判断单元,判断所述最小值是否大于或者等于门限值;第一确定单元,如果为是,则根据所述第一当前波长确定所述发射换能器的理想发射频率;第一调整单元,根据所述理想发射频率,对所述发射换能器进行调整,使得所述第一当前距离的2倍值为第二波长的整数倍;所述第二波长为调整后的所述发射换能器发射的超声波的波长。所述的装置,还包括:第三获取单元,获取所述发射换能器发射的波形的第三当前波长;第二计算单元,根据所述第三当前波长,确定所述反射面与所述超生波换能器之间的理想距离,使得所述理想距离的2倍值为所述第三当前波长的整数倍;第二确定单元,调整所述反射面与所述超生波换能器之间的距离。本专利技术还提供一种一种超声波换能器的控制系统,包括:超声波换能器、以及超声波换能器的控制装置;所述超声波换能器的控制装置用于,当满足触发条件后,则获取所述超生波换能器的发射换能器发射的超声波的第一当前波长;获取反射面与所述超生波换能器之间的第一当前距离;获取所述第一当前距离的2倍值与所述第一当前波长的整数倍值之间的差值的绝对值的最小值;判断所述最小值是否大于或者等于门限值;如果为是,则根据所述第一当前波长确定所述发射换能器的理想发射频率;根据所述理想发射频率,对所述发射换能器进行调整,使得所述第一当前距离的2倍值为第二波长的整数倍;所述第二波长为调整后的所述发射换能器发射的超声波的波长。本专利技术的上述技术方案的有益效果如下:本专利技术中,当满足触发条件后,则判断反射面与所述超生波换能器之间的第一当前距离的2倍值与超生波换能器的发射换能器发射的超声波的第一当前波长之间的关系,如果差值大于或者等于门限值,则对所述发射换能器的理想发射频率进行调整,使得所述第一当前距离的2倍值为第二波长的整数倍;所述第二波长为调整后的所述发射换能器发射的超声波的波长,从而解决了利用超声波传感器在进行较小距离连续检测时,由于反射波造成的对发射换能器的影响,保证了利用超声波传感器技术进行较小距离连续检测的准确度。【附图说明】图1为本专利技术实施例所述的一种超声波换能器的控制方法一实施例的流程示意图;图2为本专利技术实施例所述的一种超声波换能器的控制方法第二实施例的流程示意图;图3为本专利技术实施例所述的一种超声波换能器的控制装置的连接示意图;图4为本专利技术实施例所述的一种超声波换能器的控制系统的连接示意图;图5为本专利技术实施例所述的一种超声波换能器的控制系统的功能模块框图;图6为本专利技术实施例所用超声波换能器的波束角特性图;图7为本专利技术实施例所用超声波换能器的声压标准与频率关系特性图;图8为本专利技术实施例所述的超声波换能器的控制方法的应用场景中的工作流程图。【具体实施方式】为使本专利技术要解决的技术问题、技术方案和优点更加清楚,下面将结合附图及具体实施例进行详细描述。以下描述反射面与超生波换能器之间的距离不变,调节发射换能器的发射频率的场景。如图1所示,为本专利技术所述的一种超声波换能器的控制方法,包括:步骤11,当满足触发条件后,则获取超生波换能器的发射换能器发射的超声波的第一当前波长;其中,触发条件可以为:每隔固定时长本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种超声波换能器的控制方法,其特征在于,包括:当满足触发条件后,则获取超生波换能器的发射换能器发射的超声波的第一当前波长;获取反射面与所述超生波换能器之间的第一当前距离;获取所述第一当前距离的2倍值与所述第一当前波长的整数倍值之间的差值的绝对值的最小值;判断所述最小值是否大于或者等于门限值;如果为是,则根据所述第一当前波长确定所述发射换能器的理想发射频率;并根据所述理想发射频率,对所述发射换能器进行调整,使得所述第一当前距离的2倍值为第二波长的整数倍;所述第二波长为调整后的所述发射换能器发射的超声波的波长。

【技术特征摘要】
1.一种超声波换能器的控制方法,其特征在于,包括: 当满足触发条件后,则获取超生波换能器的发射换能器发射的超声波的第一当前波长; 获取反射面与所述超生波换能器之间的第一当前距离; 获取所述第一当前距离的2倍值与所述第一当前波长的整数倍值之间的差值的绝对值的最小值; 判断所述最小值是否大于或者等于门限值; 如果为是,则根据所述第一当前波长确定所述发射换能器的理想发射频率;并根据所述理想发射频率,对所述发射换能器进行调整,使得所述第一当前距离的2倍值为第二波长的整数倍;所述第二波长为调整后的所述发射换能器发射的超声波的波长。2.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述获取超生波换能器的发射换能器发射的超声波的第一当前波长的步骤包括: 获取所述发射换能器发射的超声波的第一当前频率; 获取所述发射换能器发射的超声波通过反射到达所述超生波换能器的接收换能器的第一路径长度; 检测得到所述发射换能器发射的超声波到达所述接收换能器的时长; 根据所述第一路径长度和所述时长,计算所述超声波的第一当前速度; 根据所述第一当前速度和所述第一当前频率,计算第一当前波长。3.根据权利要求2所述的方法,其特征在于,所述根据所述第一当前速度和所述第一当前频率,计算第一当前波长的步骤具体为根据以下公式计算:λ = V/F ; 其中,V为第一当前速度,F为第一当前频率;λ为第一当前波长。4.根据权利要求2所述的方法,其特征在于, 所述获取所述发射换能器发射的超声波通过反射到达超生波换能器的接收换能器的第一路径长度步骤具体为根据以下公式: (~)2 +L2 = (?2 ; V2/K2J 其中,D为所述发射换能器和所述接收换能器之间的距离;S为所述发射换能器发射的超声波通过反射到达所述接收换能器的第一路径长度;L为所述反射面与所述超生波换能器之间的第一当前距离。5.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述获取超生波换能器的发射换能器发射的超声波的第一当前波长的步骤包括: 获取所述发射换能器发射的超声波的第一当前频率; 获取当前温度; 根据所述当前温度,计算所述发射换能器发射的超声波的第一当前速度; 根据所述第第一当前速度以及所述第一当前频率,计算所述发射换能器发射的波形的第一当前波长。6.根据权利要求5所述的方法,其特征在于,所述根据所述当前温度,计算所述发射换能器发射的超声波的第一当前速度的步骤具体为根据以下公式计算:V = 331.45+0.607T ; 其中,V为第一当前速度;T为当前温度。7.根据权利要求...

【专利技术属性】
技术研发人员:王晓敬
申请(专利权)人:北京爱信德科技有限公司
类型:发明
国别省市:北京;11

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