超声波传感器原理以及液位测量的完整实例讲解含原理图

超声波传感器原理以及液位测量的完整实例讲解含原理图
超声波传感器原理以及液位测量的完整实例讲解含原理图

一、超声波传感器

1、相关知识:

超声波传感器是利用超声波的特性研制而成的传感器。超声波是一种振动频率高于声波的机械波,由换能晶片在电压的激励下发生振动产生的,它具有频率高、波长短、绕射现象小,特别是方向性好、能够成为射线而定向传播等特点。超声波对液体、固体的穿透本领很大,尤其是在阳光不透明的固体中,它可穿透几十米的深度。超声波碰到杂质或分界面会产生显著反射形成反射成回波,碰到活动物体能产生多普勒效应。因此超声波检测广泛应用在工业、国防、生物医学等方面。

1、工作原理:

超声波传感器主要材料有压电晶体(电致伸缩)及镍铁铝合金(磁致伸缩)两类。这里主要分析一下压电晶体材料的超声波传感器,压电晶体材料的超声波传感器主要应用了某些特殊材料的压电效应和

逆压电效应的特性,也就是超声波传感器的发送器和接收器两部分,发送时,在压电晶体端通上高压500V以上的高压脉冲,利用逆压电效应的特性,使晶片发射出一束频率落在超声波范围内、持续时间很短的超声振动波,超声振动波到达被测物体底部后,超声波绝大多数

所以液位H为:

H=H2-H1

通过如上的简单计算即可测得液位的高度。

4、超声波传感器的常见分类:

一、根据使用方法:可分为收发一体型、收发分体型(收发各一

只);

二、根据结构来分:可分为开放型、防水型、高频型等;

三、根据使用环境:可分为空气中和水声换能器;等等。。。

外贴式超声波液位计工作原理及技术分析

外贴式超声波液位计 一、外贴式超声波液位计原理 外贴式超声波液位计从罐外连续、精确的测量罐内的液位,完全不接触罐内的液体和气体,实现了真正的隔离测量。外贴式超声波液位计测量方式不同与其他液位计(安装其他液位计时必须在容器上开孔,在容器内部测量液位),其特点是无需在容器上开孔,利用超声波分析原理,在容器外部就能够不间断地测出液面的精确高度。该仪表安装时不需要在罐壁上开孔安装传感器,仪表既不接触容器内的液态介质,也不接触容器内的气态介质。有效解决了在强腐蚀、剧毒、高压力、易燃爆、高纯度、无杂菌感染等特殊恶劣、苛刻条件下测量液位这一世界技术难题。因为外测液位仪完全不接触容器内的液体,因此,它使用时极为安全可靠,安装维护特别方便,是绿色环保仪表,可广泛用于各种容器内液面的连续精确测量。 二、外贴式超声波液位计工作原理: 外贴式超声波液位计处理后的液位高度数值准确,无需CPU再作分析、比较、判断。CPU获取液位数值后,可送NVRAM存储、送数码显示器显示。此外仪表可输出4~20mA标准信号或通过RS-485接口将测量结果输出至上位计算机(或二次表)。 如图2所示,测量液位时,经过调制过的声波信号从探头发射出去,经过液面反射回来后由探头检测到回波信号。回波信号经过预处理、加工、后处理后直接准确给出时间t,CPU根据数字模型表述关系计算出液面高度。 h=act/2 h:液位高度 t:声波从发射到返回所用的时间

a:修正系数 c:超声波在液体中传播的声速 液位计工作原理示意图图2 三.技术优势: 1)外贴式超声波液位计优势如下: •传感器安装在罐体外壁上与被测液体不接触 •超声波的测量原理对人无害 •运算时间非常短 •传感器和变送器之间的距离可达300m •不受罐内高压的影响 •用该产品使带有泡沫的介质液位同样精确测量成为可能•外安装的传感器不存在卫生问题 •同样可以测量有毒、有害、腐蚀性的介质液位 •传感器无可动件无磨损

超声波传感器测距原理

芀一、超声波测距原理 肅超声波测距原理是通过超声波发射器向某一方向发射超声波,在发射时刻的 同时开始计时,超声波在空气中传播时碰到障碍物就立即返回来,超声波接收器收到反射波就立即停止计时。超声波在空气中的传播速度为v ,而根据计时器记录的测出发射和接收回波的时间差△t ,就可以计算出发射点距障碍物的距离S , 即: 膂S = v·△t /2 ① 芀这就是所谓的时间差测距法。 蝿由于超声波也是一种声波, 其声速C与温度有关,表1列出了几种不同温度下的声速。在使用时,如果温度变化不大, 则可认为声速是基本不变的。常温下超声波的传播速度是334 米/秒,但其传播速度V 易受空气中温度、湿度、压强等因素的影响,其中受温度的影响较大,如温度每升高1 ℃, 声速增加约0. 6 米/ 秒。如果测距精度要求很高, 则应通过温度补偿的方法加以校正(本系统正是采用了温度补偿的方法)。已知现场环境温度T 时, 超声波传播速度V 的计算公式为: 螅V = 331.45 + 0.607T ② 芄 声 速 确 定

后, 只要测得超声波往返的时间,即可求得距离。这就是超声波测距仪的机理。 薂二、系统硬件电路设计 腿图2 超声波测距仪系统框图 蒆基于单片机的超声波测距仪框图如图 2 所示。该系统由单片机定时器产生 40KHZ 的频率信号、超声波传感器、接收处理电路和显示电路等构成。单片机 是整个系统的核心部件,它协调和控制各部分电路的工作。工作过程:开机,单 片机复位,然后控制程序使单片机输出载波为40kHz 的10 个脉冲信号加到超声 波传感器上,使超声波发射器发射超声波。当第一个超声波脉冲群发射结束后, 单片机片内计数器开始计数,在检测到第一个回波脉冲的瞬间,计数器停止计数, 这样就得到了从发射到接收的时间差△t;根据公式①、②计算出被测距离,由显示装置显示出来。下面分别介绍各部分电路: 莅1 、超声波发射电路 螀超声波发射电路如图3所示,89C51 通过外部引脚P1.0 输出脉冲宽度为250 μ s , 40kHz 的10 个脉冲串通过超声波驱动电路以推挽方式加到超声波传感器而发 射出超声波。由于超声波的传播距离与它的振幅成正比,为了使测距范围足够远, 可对振荡信号进行功率放大后再加在超声波传感器上。 薈图3中T为超声波传感器,是超声波测距系统中的重要器件。利用逆压电效应 将加在其上的电信号转换为超声机械波向外辐射; 利用压电效应可以将作用在它 上面的机械振动转换为相应的电信号, 从而起到能量转换的作用。市售的超声 波传感器有专用型和兼用型,专用型就是发送器用作发送超声波,接收器用作接

超声波传感器工作原理及在测量中的应用

超声波传感器工作原理及在测量中的应用 [摘要] 超声波传感器是利用超声波的特性研制而成的传感器。超声波是一种振动频率高于声波的机械波,由换能晶片在电压的激励下发生振动产生的,它具有频率高、波长短、绕射现象小,特别是方向性好、能够成为射线而定向传播等特点。超声波对液体、固体的穿透本领很大,尤其是在阳光不透明的固体中,它可穿透几十米的深度。超声波碰到杂质或分界面会产生显著反射形成反射成回波,碰到活动物体能产生多普勒效应。因此超声波检测广泛应用在工业、国防、生物医学等方面。 [关键字]:结构、工作原理超声波流量测量超声波探伤总结 [正文]: 1.超声波传感器结构、工作原理 超声波传感器是利用超声波的特性研制而成的传感器。超声波是一种振动频率高于声波的机械波,由换能晶片在电压的激励下发生振动产生的,它具有频率高、波长短、绕射现象小,特别是方向性好、能够成为射线而定向传播等特点。超声波对液体、固体的穿透本领很大,尤其是在阳光不透明的固体中,它可穿透几十米的深度。超声波碰到杂质或分界面会产生显著反射形成反射成回波,碰到活动物体能产生多普勒效应。因此超声波检测广泛应用在工业、国防、生物医学等方面以超声波作为检测手段,必须产生超声波和接收超声波。完成这种功能的装臵就是超声波传感器,习惯上称为超声换能器,或者超声探头。超声波探头主要由压电晶片组成,既可以发射超声波,也可以接收超声波。小功率超声探头多作探测作用。它有许多不同的结构,可分直探头(纵波)、斜探头(横波)、表面波探头(表面波)、兰姆波探头(兰姆波)、双探头(一个探头反射、一个探头接收)等。 超声探头的核心是其塑料外套或者金属外套中的一块压电晶片。构成晶片的材料可以有许多种。晶片的大小,如直径和厚度也各不相同,因此每个探头的性能是不同的,我们使用前必须预先了解它的性能。超声波传感器的主要性能指标包括:

超声波液位计---红外手操器说明书

手持编程器用法 (1)进入编程模式 注意: ·编程器里的电池可以替换 ·手持编程器需要另外订购 将编程器对准显示屏顶部的红外端口并按键。 参数更改 1 在运行模式下将编程器对准仪器并按编程 键。再按切换 键。进入编程模式。 下一步要键入的数字会进入以下3个区域:参数号区、参数值区、通道号区。由多次重复按切换键选择进入哪个区域。当前状态进入的是参数号区 2 这时字母P 前面的数字消失,出现3个“_ _ _”表示可以更改参数号。键入“001”进入P001号参数,再键入参数值“1”,选择测量模式为“物位测量模式”。 3 按“回车”键 ,保存所设设置。 4 按切 换 键再次选择参数号区。 5 这时字母P 前面的数字消失表示,再次出现3个“_ _ _”,可以更改参数号。键入“002”进入P002号参数,再键入“1” 选择所测类型为“液体”。 6 按“回车”键 保存所设设置。 7 依此类推 设置P003参数的参数值为“2”, P004为“***”(以超声波传感器类型决定,如XPS10探头的代号为:102) P005为“1” P006为零点值,即探头发射面开始算起到仓底的距离。物位下降到此位置时,仪表输出为4mA P007为满度值,即从P006定义的仓底(零点)向上多少米为100%(物位升到此位置时,仪表输出为20mA)。 (在实际应用过程中P006、P007均可设为相同数值。例如:仓高15米,P006=15,P007=15。) 如果所购设备为双通道系列(即一个主机带两个传感器),在设定完01通道后还需要设定02通道, 详细说明如下: 8 如果设置第二通道,将左上角点号切换为“02”,重复以上步骤。 切换方法:按切换 键2次,使左上角显示“___ ___”,然后输入“02” 9 如果需要退出编程模式,进入运行模式,再次按编程键 即可。

超声波测距仪硬件电路的设计

超声波测距仪电路设计实验报告 轮机系楼宇071 周钰泉2007212117 实验目的:了解超声波测距仪的原理,掌握焊接方法,掌握电路串接方法,熟悉电路元件。 实验设备及器材:电烙铁,锡线,电路元件 实验步骤:1,学习keil软件编写程序2、焊接电路板3、运行调试 超声波测距程序: #include unsigned char code dispbitcode[]={0x31,0x32,0x34,0x38,0x30,0x30, 0x30,0x30}; unsigned char code dispcode[]={0x3f,0x06,0x5b,0x4f,0x66, 0x6d,0x7d,0x07,0x7f,0x6f,0x00,0x77,0x7c,0x 39}; unsigned char dispbuf[8]={10,10,10,10,10,10,0,0}; unsigned char dispcount; unsigned char getdata; unsigned int temp; unsigned int temp1;

unsigned char i; sbit ST=P3^0; sbit OE=P3^1; sbit EOC=P3^4; sbit CLK=P3^5; sbit M1=P3^6; sbit M2=P3^7; sbit SPK=P2^6; sbit LA=P3^3; sbit LB=P3^2; sbit LC=P2^7; sbit K1=P2^4; sbit K2=P2^5; bit wd; bit yw; bit shuid; bit shuig; unsigned int cnta; unsigned int cntb; bit alarmflag; void delay10ms(void) { unsigned char i,j; for(i=20;i>0;i--) for(j=248;j>0;j--); } void main(void) { M1=0; M2=0; yw=1; wd=0; SPK=0; ST=0; OE=0; TMOD=0x12; TH0=0x216; TL0=0x216; TH1=(65536-500)/256; TL1=(65536-500)%256; TR1=1; TR0=1; ET0=1; ET1=1; EA=1; ST=1; ST=0; while(1) { if(K1==0) { delay10ms(); if(K1==0) { yw=1; wd=0; } } else if(K2==0) { delay10ms(); if(K2==0) { wd=1; yw=0; } } else if(LC==1) { delay10ms(); if(LC==1) { M1=0; M2=1; temp1=13; shuid=0; shuig=1; LB=0; } } else if((LC==0) && (LB==1)) { delay10ms(); if((LC==0) && (LB==1)) { M1=0; M2=0; temp1=12; shuig=0; shuid=0; LB=0; }

超声波传感器的使用注意事项

探测范围和大小 要探测的物体大小直接影响超声波传感器的检测范围。传感器必须探测到一定声级的声音才可以进行输出。大部件能将大部分声音反射给超声波传感器,这样传感器即可在其最远传感距离检测到此部件。小部件仅能反射较少的一部分声音,从而导致传感范围大大缩小。 探测物体的特点 使用超声波传感器探测的理想物体应体积大、平整且密度高,并与变换器正面垂直。最难探测的物体是体积小且由吸音材料制成的物体,或者与变换器呈一定角度的物体。 如果液面静止且与传感器表面垂直,探测液体就很容易。如果液面波动大,可延长传感器的响应时间,从而取波动变化的平均值以获得更一致的读数。但是,超声波传感器还不能精确探测表面为泡沫状的液体,因为泡沫会使声音的传播方向发生偏离。这时可以使用超声波传感器的反向超声模式,探测形状不规则的物体。在反向超声模式下,超声波传感器会探测一个平整背景,如墙壁。任何穿过传感器和墙壁之间的物体都会阻断声波。传感器即可通过探测该干扰来识别物体的存在。 温度导致的衰减 传感器还设计了温度补偿功能,以调节环境温度的缓慢改变。但是,它不能调节温度梯度或环境温度的快速变化。 周围是否有振动 无论是传感器本身的振动还是附近机器的振动,都可能会影响测量距离时的精确度。可在安装传感器时用橡胶防振装置来减少这类问题。有时也可使用导轨来消除或降低部件振动。 环境导致的误测 附近的物体可能会反射声波。要准确探测目标物体,必须降低或消除附近声音反射表面的影响。为了避免误测附近物体,许多超声波传感器都装有LED指示灯,用于在安装时指示操作人员,以确保正确安装传感器并降低误测风险。 艾驰商城是国内最专业的MRO工业品网购平台,正品现货、优势价格、迅捷配送,是一站式采购的工业品商城!具有 10年工业用品电子商务领域研究,以强大的信息通道建设的优势,以及依托线下贸易交易市场在工业用品行业上游供应链的整合能力,为广大的用户提供了传感器、图尔克传感器、变频器、断路

TS-L300超声波液位计说明书

公司名称:杭州拓胜自动化仪表有限公司 地址:杭州市石桥路272号商务楼A04室邮编:310022 销售热线:(0571)88138856 /85353259 传真:(0571)85353259 网址:https://www.360docs.net/doc/4c7027934.html, E _ mail:hztuosheng@https://www.360docs.net/doc/4c7027934.html, 温馨提示:安装调试前,请仔细阅读用户手册!! TS-L300型 用户手册 量程: 仪表工作电压: 杭州拓胜自动化仪表有限公司 超声波液位计

超声波液位计 超声波液位计保修卡回执 用户名称 联系地址 联系人联系电话 产品型号产品编号 验收日期安装负责人…………………………………………………………………… 超声波液位计保修卡说明 产品型号产品编号 验收日期安装负责人 保修政策: ●用户在维修时请出示保修卡。在保修期内因正常使用出现的故障,可凭 保修卡享受规定的免费保修。 ●保修期限:本公司产品保修期由验收日期起算十二个月内。 以下情况不在免费保修范围内: ●产品或其部件已超出免费保修期。 ●因使用环境不符合产品使用要求而导致的硬件故障。 ●因不良的电源环境或异物进入设备所引起的故障或损坏。 ●由于未能按使用操作手册上所写的使用方法和注意事项进行操作而造成的故障。 ●由于不可抵抗力如:雷电、水火灾等自然因素而造成的故障。 擅自拆机修理或越权改装或滥用造成的故障或损坏。 限制说明: ●请用户妥善保存保修卡作为保修凭证,遗失不补。 本保修卡解释权限归本公司所有,本公司有权对本卡内容进行修改,恕不事先通知。 7 超声波液位计 目录 1概述 (1) 2 技术指标 (1) 3仪表安装 (2) 3.1仪表外形尺寸 (2) 3.2仪表接线 (2) 3.3安装参数含义 (3) 3.4仪表安装原则 (3) 3.5安装注意事项 (4) 4仪表调试 (4) 4.1键盘说明 (4) 4.2 参数的设置 (4) 4.2.1 液位标定 (4) 4.2.2 20mA设置 (5) 4.2.3探头高度 (5) 4.2.4显示模式设置 (5) 4.4.7 P--Multi菜单 (6) 超声波液位计保修卡回执 (7)

超声波液位计与雷达液位计的区别

超声波液位计和雷达液位计的区别 我们一般把声波频率超过20kHz的声波称为超声波,超声波是机械波的一种,即是机械振动在弹性介质中的一种传播过程,它的特征是频率高、波长短、绕射现象小,另外方向性好,能够成为射线而定向传播。超声波在液体、固体中衰减很小,因而穿透能力强,尤其是在对光不透明的固体中,超声波可穿透几十米的长度,碰到杂质或界面就会有显著的反射,超声波测量物位就是利用了它的这一特征。 在超声波检测技术中,不管那种超声波仪器,都必须把电能转换超声波发射出去,再接收回来变换成电信号,完成这项功能的装置就叫超声波换能器,也称探头。如图所示,将超声波换能器置于被测液体上方,向下发射超声波,超声波穿过空气介质,在遇到水面时被反射回来,又被换能器所接收并转换为电信号,电子检测部分检测到这一信号后将其变成液位信号进行显示并输出。 由超声波在介质中传播原理可知,若介质压力、温度、密度、湿度等条件一定,则超声波在该介质中传播速度是一个常数。因此,当测出超声波由发射到遇到液面反射被接收所需要的时间,则可换算出超声波通过的路程,即得到了液位的数据。 超声波有盲区,安装时必须计算预留出传感器安装位置与测量液体之间的距离。 雷达液位计采用发射—反射—接收的工作模式。雷达液位计的天线发射出电磁波,这些波经被测对象表面反射后,再被天线接收,电磁波从发射到接收的时间与到液面的距离成正比,关系式如下: D=CT/2 式中 D——雷达液位计到液面的距离 C——光速 T——电磁波运行时间

雷达液位计记录脉冲波经历的时间,而电磁波的传输速度为常数,则可算出液面到雷达天线的距离,从而知道液面的液位。 在实际运用中,雷达液位计有两种方式即调频连续波式和脉冲波式。采用调频连续波技术的液位计,功耗大,须采用四线制,电子电路复杂。而采用雷达脉冲波技术的液位计,功耗低,可用二线制的24V DC供电,容易实现本质安全,精确度高,适用范围更广。 超声波用的是声波,雷达用的是电磁波,这才是最大的区别。而且超声波的穿透能力和方向性都比电磁波强的多,这就是超声波探测现在比较流行的原因。 主要应用场合的区别: 1.雷达测量范围要比超声波大很多。 2.雷达有喇叭式、杆式、缆式,相对超声波能够应用于更复杂的工况。 3.超声波精度不如雷达。 4.雷达相对价位较高。 5.用雷达的时候要考虑介质的介电常数。 6.超声波不能应用于真空、蒸汽含量过高或液面有泡沫等工况。

超声波测距传感器(硬件件篇)

自制一个由你掌控的 —— 超声波测距传感器(硬件篇) 一、背景 四年多前,我曾尝试自己制作一个超声波测距传感器。 当时是想为 LEGO 的 RCX 配套,因为我是Semia 的技术支持,那时RCX 还没有配置任何测距传感器。由于可查阅的资料有限,且不详细,最后以失败告终 /(也许在网络搜索上我属于“菜鸟”)。 为了达到目的,只好选用了 Sharp 公司的 GP2D12。但自制超声波测距传感器的愿望一直没被遗忘。一是觉得超声波用于测距从原理上讲应该效果不错(GP2D12的测距范围太小,只有 10 — 80 cm);二是市售成品不够灵活,为了适应它还得做转换接口,费力耗财。 前段时间协助一个单位搞项目,涉及到超声波测距;有幸的是解剖了一款进口的超声波测距传感器 —— SensComp公司的6500,使我对相关原理和技术有了比较透彻的了解。 本想项目结束后立刻动手设计一个自己的传感器,后因忙于“圆梦小车”耽搁了。 现在圆梦小车已初具雏形,可以腾出一点时间,而且小车也需要一些传感器与之配套,便着手实现了这个夙愿。

基于嵌入之梦工作室的宗旨 —— 为学习单片机的大学生服务,将设计和制作的细节与大家分享,希望能有助于读者做出属于你自己的超声波传感器,也让和我有类似想法的人不至于再次失望于网络。 二、需求分析 ?能在测距范围上弥补 GP2D12 的不足,将距离延伸到 80cm以外; ?可以提供给大学生和爱好者 DIY,具有学习功能; ?方便自己随时修改程序,使学习的作用得以充分发挥; ?成品具有一定的使用价值,可方便的应用于小车等需要测距的装置上。 三、概要设计 总体设计参照 SensComp公司(https://www.360docs.net/doc/4c7027934.html,)6500测距模块,其核心是两片专用的超声波测距IC:TL851和TL852。 TL852是一片专门设计用于超声波接收、放大、检测的芯片,集成了可变增益、选频放大器,可通过四根控制线变换11级增益,对于检测超声波信号十分有效。 TL851 与TL852 配套,它可实现超声波发射及控制TL852的增益变换,通过定时控制增益,使TL852的增益与回波时间相匹配,一方面提高了检测的灵敏度,同时减小了干扰。 如果不能随时间变换增益,为增加检测距离,就需要加大灵敏度;而开始时灵敏度就很高,无疑会收到一些不想要的信号。(6500测距模块的相关资料及芯片资料见附件) 解剖此模块时,对TL852的功能十分感兴趣,当初我制作时就是“栽”在这个环节;而TL851的功能基本属数字控制范畴,输出还需要配合单片机才能得到结果,接口也不是十分灵活,笔者认为完全可以用单片机替代。 所以,本次设计的主要改变就是用单片机替换6500模块的TL851。 单片机还是选用圆梦小车所用的STC12系列,一是考虑是51兼容,符合国内多数教材;二是下载程序方便。此次选用的是 STC12LE4052(4K FlashROM,256 RAM)。考虑体积因素,选择了SOP20封装。

超声波传感器原理及应用

[日期:2007-06-05] 来源:作者:[字体:大中小] 超声波发射原理是把铁磁材料置于交变磁场中,产生机械振动,发射出超声波。 接收原理是当超声波作用在磁致材料上时,使磁滞材料磁场变化,使线圈产生感应电势输出。 超声波传感器原理与应用 2008-04-18 02:40 超声波传感器原理及应用 信息来源:转载https://www.360docs.net/doc/4c7027934.html,发布时间:2008-01-02字号:小中大 关键字:超声波传感器 1、遥控开关超声波遥控开关可控制家用电器及照明灯。采用 2、液位指示及控制器由于超声波在空气中有一定的衰减,则发送到液面及从液面反射回来的信号大小与液位有关,液面位置越高,信号越大;液面越低则信号就小。接收到的信号经BG1、BG2放大,经D1、D2整流成直流电压。当4.7KΩ上的电压超过BG3的导通电压时,有电流流过BG3,电流表有指示,电流大小与液面有关。A点与上图A点相连接。当液位低于设置值时,比较器输出为低电平。BG 不导通,若液位升到规定位置,比较器翻转,输出高电平。BG导通,J吸合,可通过电磁阀将输液开关关闭,以达到控制的目的(高位控制)。 超声波传感器 信息来源:https://www.360docs.net/doc/4c7027934.html,/ca.htm发布时间:2007-11-27字号:小中大 关键字:超声波传感器传感器压电陶瓷超声传感器超声波距离传感器 超声波传感器的测距系统设计图

信息来源:中国超声波发布时间:2008-03-17字号:小中大 关键字:超声波传感器 安全避障是移动机器人研究的一个基本问题。障碍物与机器人之间距离的获得是研究安全避障的前提,超声波传感器以其信息处理简单、价格低廉、硬件容易实现等优点,被广泛用作测距传感器。本超声波测距系统选用了senscomp公司生产的polaroid6500系列超声波距离模块和600系列传感器,微处理器采用了atmel公司的at89c51。本文对此超声波测距系统进行了详细的分析与介绍。 1、超声波传感器及其测距原理 超声波是指频率高于20khz的机械波[1]。为了以超声波作为检测手段,必须产生超生波和接收超声波。完成这种功能的装置就是超声波传感器,习惯上称为超声波换能器或超声波探头。超声波传感器有发送器和接收器,但一个超声波传感器也可具有发送和接收声波的双重作用。超声波传感器是利用压电效应[1]的原理将电能和超声波相互转化,即在发射超声波的时候,将电能转换,发射超声波;而在收到回波的时候,则将超声振动转换成电信号。 超声波测距的原理一般采用渡越时间法tof(timeofflight)[2]。首先测出超声波从发射到遇到障碍物返回所经历的时间,再乘以超声波的速度就得到二倍的声源与障碍物之间的距离,即 1、硬件电路设计 我们设计的超声波测距系统由polaroid600系列传感器、polaroid6500系列超声波距离模块和at89c51单片机构成。

超声波液位计四线说明书

KOE超声波液位计用户使用手册

目录 一、概述。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。2 二、产品特色。。。。。。。。。。。。。。。。。。2 三、技术参数。。。。。。。。。。。。。。。。。。3 四、菜单操作及参数设置。。。。。。。。3 五、安装方法及使用注意事项。。。。8 六、接线示意图。。。。。。。。。。。。。。。。10 七、疑难现象及处理方法。。。。。。。。12 八、本机接线定义。。。。。。。。。。。。。。14 九、产品合格证。。。。。。。。。。。。。。。。15 十、产品保修记录卡。。。。。。。。。。。。16

一、概述 超声波物位仪https://www.360docs.net/doc/4c7027934.html,是一台博采众长,吸取了国内外多种物位仪优点。实现了全数字化,人性化设计理念的通用型物位仪,具有完善的物位测控,数据传输和人机交流功能。主芯片采用进口工业级单片机,数字温度补偿等…相关专用集成电路。具有抗干扰性强,可任意设置上下限节点及在线输出调节,并带有现场显示,模拟量,开关量及RS485输出任选,可方便与主机连接。外壳采用铝合金防水外壳,探头部分选用PP或不锈钢头,壳体小巧且相当坚固。其电路主板采用优质贴片元器件,贴片式键盘,使产品性能更稳定可靠。因此可广泛应用于与料位,液位测控相关的各个领域。 二、产品特色 ●电压适应范围宽,12-24 V的直流电压内工作。 ●具有手动恢复出厂设置功能。 ●设定比重参数后,能直接显示出容器内重量。 ●在选择电流或电压输出时,可任意调整其输出范围。 ●具有增值/差值测距选择,既可测距离也可测物位。 ●可在工作中自动关闭显示,以节省整机耗电。 ●具有1-15级发射脉冲强度,可根据工况设定。 ●具有满量程起点和终点任意设置功能。 以下各项定货时选购 ●4组限继电器开路控制输出设定,用于料位、液位控制。 ●4~20mA电流输出,RS485串行数据输出 ●选择PC串口输出及转换附件,可直接与PC机组网。

超声波传感器及其测距原理

安全避障是移动机器人研究的一个基本问题。障碍物与机器人之间距离的获得是研究安全避障的前提,超声波传感器以其信息处理简单、价格低廉、硬件容易实现等优点,被广泛用作测距传感器。本超声波测距系统选用了SensComp公司生产的Polaroid 6500系列超声波距离模块和600系列传感器,微处理器采用了ATMEL公司的AT89C51。本文对此超声波测距系统进行了详细的分析与介绍。 1、超声波传感器及其测距原理 超声波是指频率高于20KHz的机械波[1]。为了以超声波作为检测手段,必须产生超生波和接收超声波。完成这种功能的装置就是超声波传感器,习惯上称为超声波换能器或超声波探头。超声波传感器有发送器和接收器,但一个超声波传感器也可具有发送和接收声波的双重作用。超声波传感器是利用压电效应[1]的原理将电能和超声波相互转 化,即在发射超声波的时候,将电能转换,发射超声波;而在收到回波的时候,则将超声振动转换成电信号。 超声波测距的原理一般采用渡越时间法TOF(time of flight)[2]。首先测出超声波从发射到遇到障碍物返回所经历的时间,再乘以超声波的速度就得到二倍的

声源与障碍物之间的距离,即 1、硬件电路设计 我们设计的超声波测距系统由Polaroid 600系列传感器、Polaroid 6500系列超声波距离模块和AT89C51单片机构成。 2.1 Polaroid 600系列传感器 此超声波传感器是集发送与接收一体的一种传感器。传感器里面有一个圆形的薄片,薄片的材料是塑料,在其正面涂了一层金属薄膜,在其背面有一个铝制的后板。薄片和后板构成了一个电容器,当给薄片加上频率为49.4kHz、电压为300VAC pk-pk的方波电压时,薄片以同样的频率震动,从而产生频率为49.4kHz的超声波。当接收回波时,Polaroid 6500内有一个调谐电路,使得只有频率接近49.4kHz的信号才能被接收,而其它频率的信号则被过滤。 Polaroid 600超声传感器发送的超声波具有角度为30度的波束角[3],如图1所示:

超声波液位计介绍

超声波液位 超声波液位计是由微处理器控制的数字物位仪表。在测量中脉冲超声波由传感器(换能器)发出,声波经物体表面反射后被同一传感器接收,转换成电信号。并由声波的发射和接收之间的时间来计算传感器到被测物体的距离。由于采用非接触的测量,被测介质几乎不受限制,可广泛用于各种液体和固体物料高度的测量。 目录 基本简介 工作原理 现场条件 产品特点 超声波液位计测量水位的原理以及安装要求 超声波液位计主要技术参数 HD-ALY系列精巧型小盲区超声波液位计 基本简介 QF-8000超声波液位计可采用二线制、三线制或四线制技术,二线制为:供电与信号输出共用;三线制为:供电回路和信号输出回路独立,当采用直流24v供电时,可使用一根3芯电缆线,供电负端和信号输出负端共用一根芯线;四线制为:当采用交流220v供电时,或者当采用直流24v供电,要求供电回路与信号输出回路完全隔离时,应使用一根4芯电缆线。直流或交流供电,具有 4~20mADC,高低位开关量输出。 量程范围:0-50米,多种形式可选,适合各种腐蚀性、化工类场合,精度高,远传信号输出,PLC 系统监控。 工作原理 QF-8000超声波物位计工作原理是由超声波换能器(探头)发出高频脉冲声波遇到被测物位(物料)表面被反射折回反射回波被换能器接收转换成电信号.声波的传播时间与声波的发出到物体表面的距离成正比.声波传输距离S与声速C和声传输时间T的关系可用公式表示:S=C×T/2. 探头部分发射出超声波,然后被液面反射,探头部分

再接收,探头到液(物)面的距离和超声波经过的时间成比例: hb = ct2 即 距离[m] = 时间×声速/2 [m] 声速的温度补偿公式: LU20超声波液位计 环境声速= 331.5 + 0.6×温度 现场条件 1) 环境温度: -10 ~ +60℃(低温情况需特殊说明) 2) 表壳保护等级: IP65 适用于户外安装 3) 适用测量的介质: 适用于大部分液体及粉状颗粒状固体,弱酸,弱碱,强碱,低于40%的强酸。若在强酸应用场合,请与我司联系,应使用防腐探头。 4) 容器压力: 0.7~3 bar 5) 在下面的任何一种情况,要注意: ①有泡沫的液体/固体 ②周围有强电压,强电流,强电磁干扰,尽量避免高电压,高电流及强电磁干扰 ③大风和太阳直晒 ④强震动 超声波液位计是由微处理器控制的数字物位仪表。在测量中脉冲超声波由传感器(换能器)发出,声波经物体表面反射后被同一传感器接收,转换成电信号。并由声波的发射和接收之间的时间来计算传感器到被测物体的距离。由于采用非接触的测量,被测介质几乎不受限制,可广泛用于各种液体和固体物料高度的测量。 产品特点 多脉冲低电压多点发射发射电路,双平衡抑制噪声多点接收电路(QF-9000系列):提高仪器可靠性,解决不物位不平整测量不准确的难题,并大大加强抗干扰能力,可在变电站发射塔附近稳定工作 自动功率调整、增益控制、温度补偿。 先进的检测技术,丰富的软件功能适应各种复杂环境。 采用新型的波形计算技术,提高仪表的测量精度。 具有干扰回波的抑止功能保证测量数据的真实。 16位D/A转换,提高电流输出的精度和分辨率。 传感器采用四氟乙烯材料,可用于各种腐蚀性场合。 多种输出形式:可编程继电器输出、高精度4-20mA电流输出、Rs-485数字通信输出分体超声波液位探头

分体超声波液位计使用说明书

注意:控制器直接暴露在阳光下,其运行温度可能会超过其指定的限制温度,并减少显示器的能见度。建议:在阳光直射的场合,采用遮阳罩,避免仪器显示屏受到阳光直射,否则会减低仪器的使用寿命 温馨提示:安装调试前,请仔细阅读用户手册!! YI2000型 用户手册 量程:0.5-5米 额定电压: AC220V 分体超声波液位计

目录 1概述 (3) 2 技术指标及选型代码 (4) 3仪器安装 (5) 3.1支架安装和法兰尺寸 (5) 3.2仪表安装方式 (6) 3.3仪表安装原则 (6) 3.4安装注意事项 (6) 3.5仪表接线 (7) 4仪表调试说明 (9) 4.1仪表界面显示说明 (9) 4.2键盘说明 (10) 4.3菜单说明 (11) 4.4参数的设置 (12) 4.4.1仪表标定的步骤 (12) 4.4.2参数4~20mA设置 (12) 4.4.3继电参数设置 (13) 4.4.4换能器高度设置 (15) 4.4.5显示模式设置 (16) 4.4.6 Window菜单 (16) 4.4.7地址ID号设置 (16) 4.4.8波特率设置 (16) 4.4.9PWDB设置 (16) 4.4.10 4~20mA设定输出 (16) 5设备清单 (17) 5.1生产厂家提供的设备以及附件 (17) 5.2现场需要具备的条件 (17)

注意事项 ●使用和运输过程中请勿强烈摇晃或碰撞设备。 ●仪表在运输与储存期间,环境温度不允许低于-40 ℃和高于+80℃,相对 湿度不大于85%,且周围不含有腐蚀性气体、无强烈电磁场;运输期间必须使用原配包装箱。 ●避免油渍及各种化学物质沾污探头表面及损伤表面。 法律免责声明 ●本产品,从最初购买的交付之日起,如果存在原材料和生产工艺上的缺 陷,都有一年的保修期限,但此类产品需在正常存储、使用和维修条件下操作并按照说明书进行。 ●出售给原购人的产品中所包括的非本公司的所有产品,仅包括特定供应 商所提供的保修(如果有),本公司不对此类产品承担任何责任。 ●本保修仅提供给原购人而不可转让。本保修不适用于任何因误用、疏忽、 事故或异常操作条件下引起损坏的产品。消耗件不在本保修范围之列。 ●本保修范围内的产品如出现任何缺陷,将不得继续使用,以防进一步损 坏。购买人须立即向本公司报告任何缺陷,否则本保修将不适用。 ●本公司如在检查后证明产品确属材料或制造缺陷,可自行决定免费维修 或替换任何此类缺陷产品,条件是该产品须在上述一年期限内退回给本公司。 ●本公司无义务或责任承担任何上述之外的缺陷。 ●本产品免于其它明示或暗示保修。本公司特此放弃特定用途的适销性和 适用性的暗示保修。 1 超声波液位计保修卡回执 用户名称 联系地址 联系人联系电话 产品型号产品编号 验收日期安装负责人 超声波液位计保修卡说明 产品型号产品编号 验收日期安装负责人 保修政策: ●用户在维修时请出示保修卡。在保修期内因正常使用出现的故 障,可凭保修卡享受规定的免费保修。 ●保修期限:本公司产品保修期由验收日期起算十二个月内。 以下情况不在免费保修范围内: ●产品或其部件已超出免费保修期。 ●因使用环境不符合产品使用要求而导致的硬件故障。 ●因不良的电源环境或异物进入设备所引起的故障或损坏。 ●由于未能按使用操作手册上所写的使用方法和注意事项进行操作而造 成的故障。 ●由于不可抵抗力如:雷电、水火灾等自然因素而造成的故障。 擅自拆机修理或越权改装或滥用造成的故障或损坏。 限制说明: ●请用户妥善保存保修卡作为保修凭证,遗失不补。 ●本保修卡解释权限归本公司所有,本公司有权对本卡内容进行修 改,恕不事先通知。 18

超声波液位计说明模板

超声波液位计说明书 令狐采学 本说明书适用三线制或4线制、二线制 由于盘装式和壁挂式已经停产,使用时可以参考本说明书一,用户自检: A,仪表正确通上合格的电源,按移位键(即左键)找出L(L 是探头到反射面的距离),垂直对准空旷的墙面作为超声波的反射面(假设是水面),观察L的数字,显示L的数字和实际距离相等说明测量功能正常.(首先要先熟悉有关距离L和液位H的关系图见附件). 说明: 1,由于仪表有严格的数据过滤和确认过程,数字变化可能会比您移动仪表的速度慢一些,属于正常现象。(有特殊要求请您在订货时说明) 2,在检验的过程中应该注意:L(max)≤测量距离能力, L(min)≥仪表的盲区C. 3,一般情况下,仪表量程d+盲区C=仪表最大测量距离能力L(max). 4,量程是和输出电流P有关的参数,和其他无关。 B,把超声波的发射口对向空旷的天空,一分钟以内仪表应该显示FFFF, 也可以取一块干燥的毛巾重叠数层堵住换能器的发

射口,从原理上说仪表此时没有回波收到,同样仪表会显示FFFF.说明您的仪表抗干扰性能不错. C,按移位键找出P(仪表应该输出的电流值),用电流表直接测量输出电流应该和P值相当. 经过以上3个项目的检验,用户可以放心的使用了. 二,连续按移位键可以依次查看仪表的以下参数参 数: P-XXXX 当前应该输出的电流(mA) h-XXXX 最后一次所设定的“当前液位”值(m). h-该参数没有实际意义. 该数对应菜单01 C-XXXX 仪表盲区(cm),盲区固有 d-XXXX 仪表量程(m)该数对应菜单02 d只和输出电流有关,和其他无关. H当前液(物)位m-XXXX 或L(距离m)XXXX 对于三线制超声波液位计用户菜单中编号为07的是工 作模式转换。 对于二线制超声波液位计用户菜单中编号为04的是工作模式转换。 工作模式设置为1.0000时是测量距离模式,设置为0.000是测量当前液位模式。 按上升键仪器直接显示“当前液位”H或距离L。 按SET键仪器直接显示P.

超声波液位计简明调试方法

超声波液位计(FMU30)简明调试方法 1.接线方式 屏蔽电缆接入仪表后,24V电压接在仪表的+,—上面,屏蔽层接到仪表里面的接地端子。另外,为保持仪表测量的稳定性,仪表外部的接地端子尽量也做一下接地。 2.调试方法 一般来说,超声波液位计的调试需要修改如下几个选项,002(罐体形状),003(介质属性),004(过程条件),005(空罐标定),006(满罐标定) 上电以后,仪表自检,然后变到测量值00, ⑴按E键进入基本设置菜单,首先看到的是002这个选项,显示的是(拱顶罐,水平卧罐,旁通管,,等几个选项),如需更改,按+或者—号键选需要选择的罐型,按E键确定。更改后+,-号键一起按返回上层菜单。 ⑵如不需更改,直接按E键进入下个菜单003。003代表被测量介质的属性,有如下几个选项(未知,液体,固体直径大于4mm,固体直径小于4mm,, 等),根据现场情况进行选择。修改方法同上。 ⑶继续按E键进入004菜单,有如下几个选项(标准,平静液面,带搅拌器,,等)一般工况选择标准。根据实际情况选择。 ⑷继续按E键进入005菜单,这个是需要修改的很重要的一个值。这个值是空罐值。把池底到超声波探头表面的实际距离输入仪表,按+键进入菜单,选中空罐的值,按E键确认修改,+,—用来修改数值,E键确认。 ⑸ +,—号一起按返回005的主目录,继续按E键进入006菜单,这个也是需要修改的值,这个值是满罐值,它表示池底到最高液位的距离,修改方法同空罐值。

基本上,仪表的调试已经完成。 另,如果显示值波动较大,这个在罐子里面的测量可能出现,这个需要做一下回波抑制。在基本设定中,按E键找到051这个菜单,进入后选择(manual,手动),+,—号—起按返回051菜单,继续按E键进入052菜单,输入抑制的距离,这个距离比空罐值要低一点,如果空罐5M的话,建议输入4.8M。+—一起按返回052菜单,继续按E键进入053菜单,选择抑制打开,等超声波自己开始进行回波抑制后,仪表会自动跳回抑制关闭状态,表示回波抑制完成。界面也会跳到008这个菜单,上面显示(测量的距离/测量值)测量距离表示探头表面到液面的距离,测量值表示池底到液面的距离。

超声波传感器及超声波测距

超声波传感器及超声波测距 摘要:介绍了一种基于AT89C52单片机的超声波测距系统,由555和运放及比较器配合超声波传感器有效组成了超声波的发射电路和接收电路。同时在数据处理,盲区消隐方面提出了有效解决方法! 从而提高了检测的精度及灵敏度,以及用LCD液晶显示器配合美妙的音乐进行显示。本文主要阐述了超声测距系统的硬件电路构成、工作原理及软件设计方法。该系统硬件结构简单、工作可靠,有良好的测量精度和灵敏度。 [关键字] 超声波测距 LCD液晶

前言 随着科技的迅猛发展越来越多科技成果被广泛的运用到人们的日常生活当中,给我们的生活带来了诸多方便。这一设计就是本着这个宗旨出发,利用超声波的特性来为我们服务。 人们能听到声音是由于物体振动产生的,它的频率在20HZ-20KHZ范围内,超过20KHZ称为超声波,低于20HZ的称为次声波。常用的超声波频率为几十KHZ-几十MHZ。由于超声波指向性强,因而常于距离的测量。利用超声波检测往往比较迅速、方便、计算简单、易于做到实时控制,并且在测量精度方面能达到工业实用的要求,因此在移动机器人,汽车安全,海洋测量等上得到了广泛的应用。本设计提供一种液晶显示测距装置,该装置利用了发射接收一体化的超声波传感器和微处理器。采用超声波传感器分时工作于发射和接收,利用声波在空气中的传播速度和发射脉冲到接收反射脉冲的时间间隔计算出障碍物到超声波测距器之间的距离。 距离是在不同的场合和控制中需要检测的一个参数,所以,测距就成为数据采集中要解决的一个问题。尽管测距有多种方式,比如,激光测距,微波测距,红外线测距和超声波测距等。但是,超声波测距不失为一种简单可行的方法。虽然超声波测距电路多种多样,甚至已有专用超声波测距集成电路。但是,有的电路复杂,技术难度大,有的调试困难,有的元件不易购买。本文介绍的电路,成本低廉,性能可靠,所用元件易购,并且利用测距原理,结合单片机的数据处理,使测量精度提高,电路实现容易,无须调试,工作稳定可靠。

超声波传感器原理

超声波传感器原理 [日期:2007-06-05]来源:作者:[字体:大中小]超声波发射原理是把铁磁材料置于交变磁场中,产生机械振动,发射出超声波。 接收原理是当超声波作用在磁致材料上时,使磁滞材料磁场变化,使线圈产生感应电势输出。 超声波传感器原理与应用 2008-04-1802:40

polaroid6500系列超声波距离模块的硬件电路如图2所示: tl851是一个经济的数字12步测距控制集成电路。内部有一个420khz的陶瓷晶振,6500系列超声波距离模块开始工作时,在发送的前16个周期,陶瓷晶振被8.5分频,形成49.4khz的超声波信号,然后通过三极管q1和变压器t1输送至超声波传感器。发送之后陶瓷晶振被4.5分频,以供单片机定时用。tl852是专门为接收超声波而设计的芯片。因为返回的超声波信号比较微弱,需要进行放大才能被单片机接收,tl852主要提供了放大电路,当tl852接收到4个脉冲信号时,就通过rec 给tl851发送高电平表明超声波已经接收。 2.3at89c51单片机 本系统采用at89c51来实现对polaroid600系列传感器和polaroid6500系列超声波距离模块的控制。单片机通过p1.0引脚经反相器来控制超声波的发送,然后单片机不停的检测int0引脚,当int0引脚的电平由高电平变为低电平时就认为超声波已经返回。计数器所计的数据就是超声波所经历的时间,通过换算就可以得到传感器与障碍物之间的距离。超声波测距的硬件示意图如图3所示:

3、系统软件设计 系统程序流程图如图4所示: 工作时,微处理器at89c51先把p1.0置0,启动超声波传感器发射超声波,同时启动内部定时器t0开始计时。由于我们采用的超声波传感器是收发一体的,所以在发送完16个脉冲后超声波传感器还有余震,为了从返回信号识别消除超声波传感器的发送信号,要检测返回信号必须在启动发射信号后2.38ms才可以检测,这样就可以抑制输出得干扰。当超声波信号碰到障碍物时信号立刻返回,微处理器不停的扫描int0引脚,如果int0接收的信号由高电平变为低电平,此时表明信号已经返回,微处理器进入中断关闭定时器。再把定时器中的数据经过换算就可以得出超声

相关文档
最新文档