本实用新型专利技术公开了一种基于超声波的路面材质检测装置，包括：主控电路板和壳体，所述主控电路板位于所述壳体内部，所述主控电路板包括主控制器MCU、收发转换器、信号放大器和超声波换能器，所述主控电路板连接一供电模块，所述供电模块为所述主控电路板供电；所述主控制器MCU定时通过所述收发转换器切换发送状态和接收状态；所述主控制器MCU用于通过所述收发转换器向所述超声波换能器发送方波电信号，还用于通过所述信号放大器接收所述收发转换器的回馈电信号，所述主控制器MCU根据所述回馈电信号输出高低电平。本实用新型专利技术可以以毫秒级别的频率实现路面材质的检测，可以快速高效稳定的识别路面材质。定的识别路面材质。定的识别路面材质。
【技术实现步骤摘要】
一种基于超声波的路面材质检测装置
[0001]本技术属于路面材质检测领域，尤其涉及一种基于超声波的路面材质检测装置。
技术介绍
[0002]车辆在行驶过程中会经过各种材质的路况，往往需要根据路况采取不同措施。例如，在经过铺装路面和泥泞路面时，需要驾驶员人为判断和操作来控制车辆的功率输出，防止车辆打滑的同时达到最优的效率。目前的汽车方案都是采用车辆检测到轮胎已经打滑后再进行紧急处理，比如说电子限滑、机械限滑，再由驾驶员手动切换驾驶模式。但本质上还是人为的判断路面材质，无法精准快速的确认路面材质，也无法精准的根据路面材质控制车辆功率输出。
技术实现思路
[0003]针对上述问题，本技术提供了一种基于超声波的路面材质检测装置，可以以毫秒级别的频率实现路面材质的检测，可以快速高效稳定的识别路面材质，从而使车辆自动识别路面材质情况，减小因人为识别的误差而导致的打滑、陷车概率，保证车辆和乘车人员安全。
[0004]为了实现上述目的，本技术采用的技术方案为：
[0005]一种基于超声波的路面材质检测装置，包括：主控电路板和壳体，所述主控电路板位于所述壳体内部，所述主控电路板包括主控制器MCU、收发转换器、信号放大器和超声波换能器，所述主控电路板连接一供电模块，所述供电模块为所述主控电路板供电；所述主控制器MCU定时通过所述收发转换器切换发送状态和接收状态；所述主控制器MCU用于通过所述收发转换器向所述超声波换能器发送方波电信号，还用于通过所述信号放大器接收所述收发转换器的回馈电信号，所述主控制器MCU根据所述回馈电信号输出高低电平。
[0006]优选地，所述超声波换能器包括谐振子和压电陶瓷片，所述压电陶瓷片包括正极和负极，所述压电陶瓷片通过所述正极和负极连接一电极片，所述压电陶瓷片另一侧粘结有所述谐振子，所述电极片与所述主控电路板连接，所述主控电路板外接信号传输线。
[0007]更优选地，所述谐振子和压电陶瓷片外部设有保护壳，所述电极片、主控电路板和壳体之间填充有硬性保护胶，所述电极片和压电陶瓷片之间以及壳体和保护壳之间均填充有软性缓冲胶。
[0008]更优选地，所述压电陶瓷片频率范围为200kHz—500kHz。
[0009]优选地，所述主控电路板提供一根信号输出使能引脚。
[0010]优选地，所述主控制器MCU通过两个引脚连接所述收发转换器，所述收发转换器包括两个与非门芯片和两个电子开关，所述主控制器MCU通过两个引脚分别输出相位相反、频率相同的波形至所述与非门芯片，所述与非门芯片输出驱动脉冲波形至所述电子开关，所述电子开关分别对应所述收发转换器的发送状态和接收状态。
[0011]更优选地，信号放大器包括低噪声运算放大器、二级运算放大器、肖特二极管和测量电容，所述超声波换能器发出的超声波遇路面产生回声，所述回声经过所述超声波换能器产生回馈电信号，所述回馈电信号依次经过所述低噪声运算放大器、二级运算放大器和肖特二极管为所述测量电容充电，所述主控制器MCU用于采集所述测量电容两端电压并根据所述测量电容两端电压输出高低电平。
[0012]更优选地，主控制器MCU还连接开关电路，所述开关电路用于对所述测量电容放电；所述主控制器MCU用于在采集所述测量电容两端电压到状态结束后，输出高电平控制所述开关电路导通。
[0013]与现有技术相比，本技术的有益效果是：
[0014]1、本技术所述的一种基于超声波的路面材质检测装置可以以毫秒级别的频率实现路面材质的检测，可以快速高效稳定的识别路面材质，从而使车辆自动识别路面材质情况，减小因人为识别的误差而导致的打滑、陷车概率，保证车辆和乘车人员安全。
[0015]2、本技术所述的一种基于超声波的路面材质检测装置结构精简，安全稳定，且成本低廉，易于推广。
附图说明
[0016]图1是本技术所述的一种基于超声波的路面材质检测装置结构示意图。
[0017]图2是本技术所述的一种基于超声波的路面材质检测装置原理示意图。
[0018]图3是实施例所述的一种基于超声波的路面材质检测装置电路原理图。
[0019]图4是图3的局部图。
[0020]图5是图3的局部图。
[0021]图6是图3的局部图。
[0022]图7是图3的局部图。
[0023]图8是图3的局部图。
[0024]其中，1、壳体；2、软性缓冲胶；3、保护壳；4、谐振子；5、压电陶瓷片，51、正极，52、负极；6、电极片；7、硬性保护胶；8、主控电路板；9、信号传输线；10、收发转换器；11、信号放大器；12、超声波换能器。
具体实施方式
[0025]为了更好的理解本技术，下面结合附图和实施例进一步阐明本技术的内容，但本技术不仅仅局限于下面的实施例。
[0026]实施例
[0027]如图1和图2所示，一种基于超声波的路面材质检测装置，包括：主控电路板8和壳体1，主控电路板8位于壳体1内部，主控电路板8包括主控制器MCU、收发转换器10、信号放大器11和超声波换能器12，主控电路板8连接一供电模块，供电模块为主控电路板8供电。主控制器MCU定时通过收发转换器10切换发送状态和接收状态；主控制器MCU用于通过收发转换器10向超声波换能器12发送方波电信号，还用于通过信号放大器11接收收发转换器10的回馈电信号，主控制器MCU根据回馈电信号输出高低电平。现具体说明如下：
[0028]超声波换能器12包括谐振子4和压电陶瓷片5，压电陶瓷片5包括正极51和负极52，
压电陶瓷片5通过正极51和负极52连接一电极片6，压电陶瓷片5另一侧粘结有谐振子4，电极片6与主控电路板8连接，主控电路板8外接信号传输线9，主控电路板8通过信号传输线9进行电路板的烧录以及输出高低电平至其他执行机构，使得主控制器MCU根据回馈电信号输出高低电平经过分析计算得出路面硬度，并将硬度提供给其他执行机构。
[0029]谐振子4和压电陶瓷片5外部设有保护壳3，电极片6、主控电路板8和壳体1之间填充有硬性保护胶7，电极片6和压电陶瓷片5之间以及壳体1和保护壳3之间均填充有软性缓冲胶2。
[0030]其中，压电陶瓷片5频率范围为200kHz—500kHz。主控电路板8还提供一根信号输出使能引脚，以达到低功耗环境使用。
[0031]结合图3至图8，本实施例中，主控制器MCU采用HC32L110C6UA，32MHzCortex
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M0+32位CPU平台,是一款旨在延长便携式测量系统的电池使用寿命的超低功耗、Low Pin Count、宽电压工作范围的MCU。同时集成12位1M sps高精度SARADC，采用稳定4.2V的ADC基准电压。
[0032]主控制器MCU(即U6)通过两个引脚(即P34和P01)连接收发转换器10，收发转换器10包括两个与非门芯片(即U2和U3)和两个电子开关(即U3和U本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种基于超声波的路面材质检测装置，其特征在于，包括：主控电路板和壳体，所述主控电路板位于所述壳体内部，所述主控电路板包括主控制器MCU、收发转换器、信号放大器和超声波换能器，所述主控电路板连接一供电模块，所述供电模块为所述主控电路板供电；所述主控制器MCU定时通过所述收发转换器切换发送状态和接收状态；所述主控制器MCU用于通过所述收发转换器向所述超声波换能器发送方波电信号，还用于通过所述信号放大器接收所述收发转换器的回馈电信号，所述主控制器MCU根据所述回馈电信号输出高低电平。2.根据权利要求1所述的一种基于超声波的路面材质检测装置，其特征在于，所述超声波换能器包括谐振子和压电陶瓷片，所述压电陶瓷片包括正极和负极，所述压电陶瓷片通过所述正极和负极连接一电极片，所述压电陶瓷片另一侧粘结有所述谐振子，所述电极片与所述主控电路板连接，所述主控电路板外接信号传输线。3.根据权利要求2所述的一种基于超声波的路面材质检测装置，其特征在于，所述谐振子和压电陶瓷片外部设有保护壳，所述电极片、主控电路板和壳体之间填充有硬性保护胶，所述电极片和压电陶瓷片之间以及壳体和保护壳之间均填充有软性缓冲胶。4.根据权利要求2所述的一种基于超声波的路面材质检测装置，其特征在于，所述压电陶瓷片频率范围为200kHz—500k...
【专利技术属性】
技术研发人员：陈良，
申请(专利权)人：瑞臻信息技术深圳有限公司，
类型：新型
国别省市：
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