一种超声波换能器盲区的控制系统技术方案

本发明专利技术公开了一种超声波换能器盲区的控制系统，包括双传感器超声波换能器、控制器及逆程升压电路；双传感器超声波环能器包括超声波发射传感器、超声波接收传感器，超声波发射传感器置于发射传感器外壳内，超声波接收传感器置于接收传感器外壳内，的发射传感器外壳与接收传感器外壳用连接件连接在一起；控制器待测距离的大小发出逆程升压幅度控制信号；逆程升压电路根据逆程升压幅度控制信号调整输出至超声波发射传感器的驱动电压的大小；逆程升压幅度控制信号用于控制超声波发射传感器的驱动电压随着待测距离的同向变化。本发明专利技术具有测量盲区小、测量范围广、检测精度高的优点。

A control system for the blind area of an ultrasonic transducer

The invention discloses a control system of ultrasonic transducer including double blind, ultrasonic transducer, sensor controller and flyback step-up circuit; double ring sensor ultrasonic device comprises ultrasonic emission sensor, ultrasonic receiving sensor, ultrasonic sensor arranged in the emission sensor shell, ultrasonic receiving sensor in the receiving sensor shell, the emission sensor housing and receiving sensor housing are connected by a connecting piece together; the size of the controller to measure the distance a flyback boost amplitude control signal; flyback step-up circuit according to the flyback boost amplitude control signal to adjust the output size of driving voltage to the ultrasonic emission sensor; flyback boost amplitude control signals to drive the ultrasonic emission sensor with voltage control to change the same distance to be measured. The invention has the advantages of small measuring blind area, wide measuring range and high detection precision.

【技术实现步骤摘要】
一种超声波换能器盲区的控制系统
本专利技术涉及超声波换能器控制领域，特别涉及一种超声波换能器盲区的控制系统。
技术介绍
在利用超声波进行流量和物体位置测量时，使用电脉冲激发超声波换能器，使其发出超声波激发信号，超声波信号在介质中传播，遇到不同界面(如水、油和空气的界面)反射回换能器，返回的超声波信号统称为回波信号，利用超声波激发信号与超声波回波信号的传播时间进行流量或物体位置测量。然而超声波换能器工作盲区是通过超声波来实现流量监测或位置检测的障碍。电脉冲信号引发换能器内部能量转换元件产生同频率共振，从而激发超声波激发信号。但当激发电脉冲消失之后，由于激发时所残留的能力，超声波内部能量转换元件仍将持续振动(自由衰减振荡)，直至残留能量消耗完为止。若在超声波换能器余震幅度仍大于超声波回波信号的最大幅度时达到，则超声波回波信号将被淹没，无法识别，使得测量失败。一般将超声波换能器自由衰减振荡开始至余震幅值减小至超声波回波信号的最大副值相等时的时间称之为超声波换能器的工作盲区。
技术实现思路
本专利技术为了解决上述技术问题，提供了一种测量盲区小、抗干扰能力强，测量范围光的超声波换能器的盲区控制系统。为达到上述技术目的，本专利技术采取的技术方案是：一种超声波换能器盲区的控制系统，包括双传感器超声波换能器、控制器及逆程升压电路；所述双传感器超声波环能器包括超声波发射传感器、超声波接收传感器，所述超声波发射传感器置于发射传感器外壳内，超声波接收传感器置于接收传感器外壳内，所述的发射传感器外壳与接收传感器外壳用连接件连接在一起；所述控制器分别与所述超声波发射传感器及超声波接收传感器信号连接，且用于根据所述超声波发射传感器发送超声波信号及超声波接收传感器接收相应回波信号之间的时间差确定待测距离的大小，并根据所述待测距离的大小发出逆程升压幅度控制信号；所述逆程升压电路与所述控制器信号连接，并与所述超声波发射传感器连接，用于根据所述逆程升压幅度控制信号调整输出至所述超声波发射传感器的驱动电压的大小；所述逆程升压幅度控制信号用于控制所述超声波发射传感器的驱动电压随着所述待测距离的变大而变大，以及用于控制所述超声波发射传感器的驱动电压随着所述待测距离的减小而减小。进一步地，所述逆程升压幅度控制信号为脉冲信号。进一步地，本实施例所述控制器还用于根据所述待测距离的大小发出阻抗匹配控制信号；所述的超声波换能器盲区的控制系统还包括用于对所述超声波换能器进行阻抗匹配的阻抗匹配电路，与所述控制器信号连接，并与所述超声波换能器信号连接，用于根据所述阻抗匹配控制信号调整自身阻抗大小；所述阻抗匹配控制信号用于控制所述阻抗匹配电路的阻抗随着所述待测距离的变大而变大，以及用于控制所述阻抗匹配电路的阻抗随着所述待测距离的减小而减小。进一步地，所述逆程升压电路为可变电感升压模块。进一步地，所述阻抗匹配电路包括：并联的三个支路，其中第一支路上设置有锁相鉴频模块，第二支路上设置有可调容抗模块，第三支路上设置有第一电容。还包括设置在所述可调容抗模块与所述第一电容之间的滤波电路，所述滤波电路包括并联的第二电容与电阻。与现有技术相比，本专利技术的有益效果是：一是采用了双传感器结构的超声波换能器，克服了超声波物位计测量盲区问题。具有测量盲区小，测量范围广，检测精度高，可靠性好等优点。二是通过控制器根据实际测量距离，动态自适应选择逆程升压幅度，当根据所述超声波发射传感器器发送超声波信号及超声波接收传感器接收相应回波信号之间的时间差，识别到待测距离接近盲区范围时，减小超声波发射传感器的驱动电压，自适应控制换能器驱动电压，使得换能器在盲区工作范围内驱动信号较弱，从而减小实际测量盲区。附图说明本专利技术的附图用来提供对本申请的进一步理解，构成本申请的一部分，在这些附图中使用相同的参考标号来表示相同或相似的部分，在附图中：图1为本专利技术的超声波换能器的结构示意图；图2为本专利技术的框架结构原理示意图；图3为本专利技术实施例提供的超声波换能器盲区的控制系统中电路及功能单元的示意图；图4本专利技术实施例提供的超声波换能器盲区的控制系统中阻抗匹配电路的电路结构图；图中，1-发射传感器外壳、2-连接螺栓、3-接收传感器外壳、4-超声波发射传感器、5-超声波接收传感器。具体实施方式为使本申请的目的、技术方案和优点更加清楚，以下结合附图及具体实施例，对本申请作进一步地详细说明，本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的不当限定。如图1至图4所示，本实施例中，一种超声波换能器盲区的控制系统，包括双传感器超声波换能器、控制器及逆程升压电路；双传感器超声波环能器包括超声波发射传感器4、超声波接收传感器5，超声波发射传感器4置于发射传感器外壳1内，超声波接收传感器5置于接收传感器外壳3内，发射传感器外壳1与接收传感器外壳3用连接螺栓2连接在一起。控制器分别与超声波发射传感器4及超声波接收传感器5通过电导线实现信号连接，且控制器根据超声波发射传感器4发送超声波信号及超声波接收传感器5接收相应回波信号之间的时间差确定待测距离的大小，并根据待测距离的大小发出逆程升压幅度控制信号。逆程升压电路与控制器通过电导线实现信号连接，且逆程升压电路与超声波发射传感器4也通过电导线实现信号连接，逆程升压电路用于根据逆程升压幅度控制信号调整输出至超声波发射传感器4的驱动电压的大小；逆程升压幅度控制信号用于控制超声波发射传感器4的驱动电压随着待测距离的变大而变大，以及用于控制超声波发射传感器4的驱动电压随着待测距离的减小而减小。其中，逆程升压幅度控制信号为脉冲信号。优选地，本实施例控制器还用于根据待测距离的大小发出阻抗匹配控制信号；且还包括用于对超声波换能器进行阻抗匹配的阻抗匹配电路，阻抗匹配电路与控制器信号通过电导线连接并与超声波发射传感器通过电导线连接，阻抗匹配电路用于根据阻抗匹配控制信号调整自身阻抗大小；阻抗匹配控制信号用于控制阻抗匹配电路的阻抗随着待测距离的变大而变大，以及用于控制阻抗匹配电路的阻抗随着待测距离的减小而减小。更优选地，逆程升压电路为可变电感升压模块。其中作为本实施例的一种阻抗匹配电路的实现方式，阻抗匹配电路包括并联的三个支路，其中第一支路上设置有锁相鉴频模块，第二支路上设置有可调容抗模块，第三支路上设置有第一电容。还包括设置在可调容抗模块与第一电容之间的滤波电路，滤波电路包括并联的第二电容与电阻。具体地，如图3及图4所示，逆程升压电路可以为可变电感升压模块，对应的逆程升压幅度控制信号为图2中的B信号；图2中的A信号为控制器对超声波发射传感器4的驱动信号；阻抗匹配电路可以包括：并联的三个支路，其中第一支路上设置有锁相鉴频模块，第二支路上设置有可调容抗模块，第三支路上设置有第一电容C1；在图4中，该超声波发射传感器4等效为电容C3与电阻R3的串联支路，对应的阻抗匹配控制信号为图2中的C信号；此外，图3是为图2所示框图的具体电路结构图，其作用过程及原理与图1所示结构一样，不再赘述。值得一提的，图3中的第二电容C2与电阻R2的并联支路组成一个滤波电路，隔离可变电感升压模块的直流电压，选通脉冲电压。本实施例叙述的较为具体和详细，也给出了实施例的一些优选措施，但是，该实施例和优选措施并不能作为对本专利技术的限制，本本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种超声波换能器盲区的控制系统，其特征在于，包括双传感器超声波换能器、控制器及逆程升压电路；所述双传感器超声波环能器包括超声波发射传感器、超声波接收传感器，所述超声波发射传感器置于发射传感器外壳内，超声波接收传感器置于接收传感器外壳内，所述的发射传感器外壳与接收传感器外壳用连接件连接在一起；所述控制器分别与所述超声波发射传感器及超声波接收传感器信号连接，且用于根据所述超声波发射传感器发送超声波信号及超声波接收传感器接收相应回波信号之间的时间差确定待测距离的大小，并根据所述待测距离的大小发出逆程升压幅度控制信号；所述逆程升压电路与所述控制器信号连接，并与所述超声波发射传感器连接，用于根据所述逆程升压幅度控制信号调整输出至所述超声波发射传感器的驱动电压的大小；所述逆程升压幅度控制信号用于控制所述超声波发射传感器的驱动电压随着所述待测距离的变大而变大，以及用于控制所述超声波发射传感器的驱动电压随着所述待测距离的减小而减小。

【技术特征摘要】
1.一种超声波换能器盲区的控制系统，其特征在于，包括双传感器超声波换能器、控制器及逆程升压电路；所述双传感器超声波环能器包括超声波发射传感器、超声波接收传感器，所述超声波发射传感器置于发射传感器外壳内，超声波接收传感器置于接收传感器外壳内，所述的发射传感器外壳与接收传感器外壳用连接件连接在一起；所述控制器分别与所述超声波发射传感器及超声波接收传感器信号连接，且用于根据所述超声波发射传感器发送超声波信号及超声波接收传感器接收相应回波信号之间的时间差确定待测距离的大小，并根据所述待测距离的大小发出逆程升压幅度控制信号；所述逆程升压电路与所述控制器信号连接，并与所述超声波发射传感器连接，用于根据所述逆程升压幅度控制信号调整输出至所述超声波发射传感器的驱动电压的大小；所述逆程升压幅度控制信号用于控制所述超声波发射传感器的驱动电压随着所述待测距离的变大而变大，以及用于控制所述超声波发射传感器的驱动电压随着所述待测距离的减小而减小。2.根据权利要求1所述的一种超声波换能器盲区的控制系统，其特征在于，所述逆程升压幅度控制信号为脉...

【专利技术属性】
技术研发人员：文登国，蔡黎，周海斌，
申请(专利权)人：广汉市思科信达科技有限公司，
类型：发明
国别省市：四川,51