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超聲波脈沖發(fā)射接收器的測(cè)距原理和概述

2015-10-22 [2975]
超聲波脈沖發(fā)射接收器的測(cè)距原理和概述
  超聲波脈沖發(fā)射接收器Model 5900PR型Olympus Panametrics的脈沖發(fā)生器-接收器與基于計(jì)算機(jī)的系統(tǒng)一起使用,可完成那些要求具有高材料穿透性能且超聲信號(hào)的極低噪音放大性能的自動(dòng)超聲檢測(cè)應(yīng)用.
  超聲波脈沖發(fā)射接收器超聲波測(cè)距原理
  1、 超聲波發(fā)生器
  為了研究和利用超聲波,人們已經(jīng)設(shè)計(jì)和制成了許多超聲波發(fā)生器。總體上講,超聲波發(fā)生器可以分為兩大類:一類是用電氣方式產(chǎn)生超聲波,一類是用機(jī)械方式產(chǎn)生超聲波。電氣方式包括壓電型、磁致伸縮型和電動(dòng)型等;機(jī)械方式有加爾統(tǒng)笛、液哨和氣流旋笛等。它們所產(chǎn)生的超聲波的頻率、功率和聲波特性各不相同,因而用途也各不相同。目前較為常用的是壓電式超聲波發(fā)生器。
  2、壓電式超聲波發(fā)生器原理
  壓電式超聲波發(fā)生器實(shí)際上是利用壓電晶體的諧振來(lái)工作的。超聲波發(fā)生器內(nèi)部結(jié)構(gòu)如圖1所示,它有兩個(gè)壓電晶片和一個(gè)共振板。當(dāng)它的兩極外加脈沖信號(hào),其頻率等于壓電晶片的固有振蕩頻率時(shí),壓電晶片將會(huì)發(fā)生共振,并帶動(dòng)共振板振動(dòng),便產(chǎn)生超聲波。反之,如果兩電極間未外加電壓,當(dāng)共振板接收到超聲波時(shí),將壓迫壓電晶片作振動(dòng),將機(jī)械能轉(zhuǎn)換為電信號(hào),這時(shí)它就成為超聲波接收器了。
  3、超聲波測(cè)距原理
  超聲波發(fā)射器向某一方向發(fā)射超聲波,在發(fā)射時(shí)刻的同時(shí)開(kāi)始計(jì)時(shí),超聲波在空氣中傳播,途中碰到障礙物就立即返回來(lái),超聲波接收器收到反射波就立即停止計(jì)時(shí)。超聲波在空氣中的傳播速度為340m/s,根據(jù)計(jì)時(shí)器記錄的時(shí)間t,就可以計(jì)算出發(fā)射點(diǎn)距障礙物的距離(s),即:s=340t/2
  超聲波脈沖發(fā)射接收器Model 5910PR的PRF發(fā)生器概述:
  脈沖重復(fù)速率:內(nèi)部200/500/1k/2k/5k/10k或20kHz,外部0~20kHz;
  同步輸出脈沖:TTL兼容,可驅(qū)動(dòng)50Ω,主脈沖約230ns;
  外部觸發(fā)輸入:TTL和HCMOS兼容,電容耦合,光絕緣,對(duì)兩極雙絕緣,比主脈沖延遲約200ns,脈沖寬度200ns~30μs,脈沖高度2.4~12V,zui大輸入直流電平:±100
  遠(yuǎn)程脈沖發(fā)生器:脈沖類型(主脈沖):負(fù)脈沖;
  上升時(shí)間:1ns(10%~90%),zui大1.5ns(zui大阻尼和zui小能量);
  脈沖電壓:空載220V;
  脈沖能量:0.65或2.6微焦;
  阻尼:TT(穿透)模式50或25Ω,P-E(脈沖回波)模式25或16.7Ω;模式:脈沖回波、穿透式及外部脈沖發(fā)生器模式;
  絕緣:400MHz,典型50dB(zui小46dB)
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