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美國(guó)邦納BANNER超聲波傳感器有哪些結(jié)構(gòu)組成

閱讀:1041        發(fā)布時(shí)間:2020-8-10

美國(guó)邦納BANNER超聲波傳感器主要由如下四個(gè)部分構(gòu)成:
1.發(fā)送器:通過(guò)振子(一般為陶瓷制品,直徑約為15 mm)振動(dòng)產(chǎn)生超聲波并向空中幅射。

2.接收器:振子接收到超聲波時(shí),根據(jù)超聲波發(fā)生相應(yīng)的機(jī)械振動(dòng),并將其轉(zhuǎn)換為電能量,作為接收器的輸出。

3.控制部分:通過(guò)用集成電路控制發(fā)送器的超聲波發(fā)送,并判斷接收器是否接收到信號(hào)(超聲波),以及已接收信號(hào)的大小。

4.電源部分:超聲波傳感器通常采用電壓為DC12V ± 10 % 或 24V ± 10 %外部直流電源供電,經(jīng)內(nèi)部穩(wěn)壓電路供給傳感器工作。超聲波測(cè)量液位的基本原理是:由超聲探頭發(fā)出的超聲脈沖信號(hào),在氣體中傳播,遇到空氣與液體的界面后被反射,接收到回波信號(hào)后計(jì)算其超聲波往返的傳播時(shí)間,即可換算出距離或液位高度。

美國(guó)邦納BANNER超聲波傳感器測(cè)量方法有很多其它方法不可比擬的優(yōu)點(diǎn):

(1)無(wú)任何機(jī)械傳動(dòng)部件,也不接觸被測(cè)液體,屬于非接觸式測(cè)量,不怕電磁干擾,不怕酸堿等強(qiáng)腐蝕性液體等,因此性能穩(wěn)定、可靠性高、壽命長(zhǎng);

(2)其響應(yīng)時(shí)間短可以方便的實(shí)現(xiàn)無(wú)滯后的實(shí)時(shí)測(cè)量。

系統(tǒng)采用的超聲波傳感器的工作頻率為40kHz左右。由發(fā)射傳感器發(fā)出超聲波脈沖,傳到液面經(jīng)反射后返回接收傳感器,測(cè)出超聲波脈沖從發(fā)射到接收到所需的時(shí)間,根據(jù)媒質(zhì)中的聲速,就能得到從傳感器到液面之間的距離,從而確定液面。考慮到環(huán)境溫度對(duì)超聲波傳播速度的影響,通過(guò)溫度補(bǔ)償?shù)姆椒▽?duì)傳播速度予以校正,以提高測(cè)量精度。計(jì)算公式為:

V=331.5+0.607T (1)

式中:V為超聲波在空氣中傳播速度;T為環(huán)境溫度。

S=V ×t/2=V×(t1-t0)/2 (2)

式中:S為被測(cè)距離;t為發(fā)射超聲脈沖與接收其回波的時(shí)間差;t1為超聲回波接收時(shí)刻;t0為超聲脈沖發(fā)射時(shí)刻。利用MCU的捕獲功能可以很方便地測(cè)量t0時(shí)刻和t1時(shí)刻,根據(jù)以上公式,用軟件編程即可得到被測(cè)距離S。由于本系統(tǒng)的MCU選用了具有SOC特點(diǎn)的混合信號(hào)處理器,其內(nèi)部集成了溫度傳感器,因此可利用軟件很方便的實(shí)現(xiàn)對(duì)傳感器的溫度補(bǔ)償。

 

 

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