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超声波水位传感器设计论文(14)

发布时间:2021-06-08   来源:未知    
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计算出距离h,式中参数 C 是超声波在空气中传播速度。而我们所要得到的距

离(2.3):图2.3.1所示

H H0 h (2.3)

由于超声波易于定向发射、方向性好、强度易控制、与被测量物体不需要直接

接触的优点,是作为液体高度测量的理想手段。

图2.5 超声波水位传感器计算原理图

2.3.2 测量盲区

由于发射声脉冲自身有一定的宽度,加上放大器有阻塞问题,在靠近发射

脉冲一段时间范围内,所要求发现的缺陷往往不能被发现,这段距离,称为盲

区 。用脉冲回波测量距离时,液面与超声波探头间的距离既不能太远也不能太

近,存在着近限和远限。距离过远时,接收到的信号太弱,以致无法从噪声信

号中分辨出来,这是远限所以存在的原因。在距离过近时,接收信号将落进盲

区中而无法分辨,这是近限所以存在的原因。

超声波液位仪在使用一个探头情况下,同时发射和接收超声波,由于在探

头上施加的发射电压强达几十伏甚至上百伏以上,虽然发射信号只维持一个极

短的时间,但停止施加发射信号后,探头上还存在一定的余振,因此在一段较

长时间内,加载接收放大器输入端的发射信号幅值仍是相当强的,可以达到限

幅电路,引起探头振动,不能进行正确的测量,在这种情况下,选用两个探头

分别用于发送和接收。

双探头方式,不仅可以增加探测距离,还可以减小盲区。由于发射探头上

并不直接施加发射电压,所以,从理论上说,可以没有盲区。但是,由于接收

电路多少会受到发射电路的感应,并且发射探头所发出的超声波可能有部分直

接绕道接收探头,因此实际上仍存在一定的盲区,不过他要比单探头方式的盲

区小很多。所以,在本设计中,选取了双探头的工作方式,减小盲区,同时提

高检测的距离。

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