超聲波探測器

超聲波發(fā)射器向某一方向發(fā)射超聲波，在發(fā)射時刻的同時開始計時，超聲波在空氣中傳播，途中碰到障礙物就立即返回來，超聲波接收器收到反射波就立即停止計時。超聲波在空氣中的傳播速度為340m/s，根據(jù)計時器記錄的時間t，就可以計算出發(fā)射點距障礙物的距離(s)，即：s=340t/2。這就是所謂的時間差測距法。

超聲波測距的原理是利用超聲波在空氣中的傳播速度為已知，測量聲波在發(fā)射后遇到障礙物反射回來的時間，根據(jù)發(fā)射和接收的時間差計算出發(fā)射點到障礙物的實際距離。由此可見，超聲波測距原理與雷達(dá)原理是一樣的。測距的公式表示為：L=C×T

式中L為測量的距離長度；C為超聲波在空氣中的傳播速度；T為測量距離傳播的時間差(T為發(fā)射到接收時間數(shù)值的一半)。

超聲波測距主要應(yīng)用于倒車提醒、建筑工地、工業(yè)現(xiàn)場等的距離測量，雖然目前的測距量程上能達(dá)到百米，但測量的精度往往只能達(dá)到厘米數(shù)量級。由于超聲波易于定向發(fā)射、方向性好、強(qiáng)度易控制、與被測量物體不需要直接接觸的優(yōu)點，是作為液體高度測量的理想手段。在精密的液位測量中需要達(dá)到毫米級的測量精度，但是目前國內(nèi)的超聲波測距專用集成電路都是只有厘米級的測量精度。通過分析超聲波測距誤差產(chǎn)生的原因，提高測量時間差到微秒級，以及用LM92溫度傳感器進(jìn)行聲波傳播速度的補(bǔ)償后，我們設(shè)計的高精度超聲波測距儀能達(dá)到毫米級的測量精度 。

按照其結(jié)構(gòu)和安裝方法不同分為兩種類型，一種是將兩個超聲波換能器安裝在同一個殼體內(nèi)，即收、發(fā)合置型，其工作原理是基于聲波的多普勒效應(yīng)，也稱為多普勒型。其發(fā)射的超聲波的能場分布具有一定的方向性，一般為面向方向區(qū)域呈橢圓形能場分布。另一種是將兩個換能器分別放置在不同的位置，即收、發(fā)分置型，稱為聲場型探測器，它的發(fā)射機(jī)與接收機(jī)多采用非定向型（即全向型）換能器或半向型換能器。非定向型換能器產(chǎn)生半球型的能場分布模式，半向型產(chǎn)生錐形能場分布模式。

收、發(fā)分置的超聲波探測器警戒范圍大，可控制幾百立方米空間，多組使用可以警戒更大的空間。

安裝超聲波探測器的空間密封性要求高，不應(yīng)有大容量的空氣流動，不能有過多的門窗且需緊閉。應(yīng)該避開通風(fēng)設(shè)備及氣體的流動。用超聲波探測器保護(hù)的空間隔音性能要好，以減少外界噪聲引起的誤報。超聲波對物體沒有穿透性，因此使用時應(yīng)避免物體的遮擋，玻璃、隔板、房門等對超聲波的反射能力較差，因此不應(yīng)正對安裝。超聲波是以空氣作為傳輸介質(zhì)的，因此空氣的溫度和相對濕度會影響其探測靈敏度。當(dāng)溫度為21℃、相對濕度38%時，超聲波的衰減最為嚴(yán)重，探測范圍也最小。

開關(guān)式報警器是通過各種類型開關(guān)的閉合和斷開來控制電路產(chǎn)生通、斷，從而觸發(fā)報警。常見的開關(guān)有磁控開關(guān)、微動開關(guān)、壓力墊，或用金屬絲、金屬條、金屬箔等來代用的多種類型開關(guān)。

磁控開關(guān)又稱磁控管或磁簧開關(guān)，由永久磁鐵及干簧管組成。磁控開關(guān)應(yīng)該避免直接安裝在金屬物體上，必須使用時應(yīng)使用鋼門專用型磁控開關(guān)或改用微動開關(guān)或其它類型開關(guān)器件。

傳統(tǒng)的一體式超聲波探測器是安裝在每個車位正上方，這樣安裝的弊端是一體式探測器所集成的指示燈容易被停車場的立柱擋住。而采用前置式超聲波車位探測器，探測器集成指示燈安裝在車位的正上方，避免了指示燈被立柱遮擋的情況出現(xiàn)。

前置式超聲波車位探測器的超聲波發(fā)射模塊里獨特的超聲波發(fā)射探頭，使得探測更穩(wěn)定，成功率高達(dá)99.9%。超聲波發(fā)射探頭中間的發(fā)射探頭和所述的超射波接收探頭與水平面的整體角度呈最佳角度，解決了普通探測器因個別車輛停放不到位而檢測擋風(fēng)玻璃信號不穩(wěn)定的問題。

因為該探測器與傳統(tǒng)設(shè)計的不同，有效降低車位的設(shè)備成本和施工成本，有效減少施工時間。

用超聲波探測器記錄公交車人流量的裝置

用超聲波探測器記錄公交車人流量的裝置是一種能自動記錄公交車在每一個站點的各時段人流量的裝置，該裝置由傳感器和信號處理電路所組成，傳感器采用超聲波探測器1，該超聲波探測器由超聲波發(fā)射器11和超聲波接收器12所組成，超聲波接收器12的輸出端接模/數(shù)轉(zhuǎn)換器21，模/數(shù)轉(zhuǎn)換器21的輸出端接數(shù)字信號處理器22，數(shù)字信號處理器22的輸出端接信號處理器31，信號處理器31還分別與存貯器32，發(fā)射接收器33相接，超聲波探測器1安裝在車門的門框處，其一側(cè)安裝超聲波發(fā)射器11，另一側(cè)安裝超聲波接收器12，信號處理器31中的單片機(jī)IC1的“RXD、TXD”端還與公交IC卡讀卡機(jī)34的讀卡信號線相接 。

超聲波探測器在地下停車場的應(yīng)用設(shè)計針對大型停車場停車難的問題，用于停車場車位引導(dǎo)系統(tǒng)，依據(jù)超聲波測距原理提出了測距算法，基于單片機(jī)和RS-485總線研，編寫了控制程序。從而達(dá)到實時顯示停車場剩余車位，引導(dǎo)泊車人群快速找到車位的目的 。

水中近距超聲波探測器發(fā)射信號電路的設(shè)計

水中近距超聲波探測器用于深彈接近目標(biāo)的探測和引爆.根據(jù)多卜勒頻偏檢測原理,該探測器由發(fā)射機(jī)、轉(zhuǎn)換電路、接收機(jī)和信號處理電路構(gòu)成,發(fā)射信號是設(shè)計的關(guān)鍵.其時鐘產(chǎn)生電路采用1MHz晶體振蕩器,產(chǎn)生500kHz超聲波脈沖;分頻控制電路以500kHz為填充頻率的脈沖信號,經(jīng)過同步檢波后變?yōu)槎嗖防疹l偏值,作為填充的脈沖信號;發(fā)射信號電路考慮與水聽器匹配,采用雙發(fā)射管并聯(lián)結(jié)構(gòu).這種高頻非周期窄脈沖信號,具有頻率高、能耗小、波長短、繞射現(xiàn)象小、方向性好、發(fā)射器體積小等優(yōu)點,特別適合應(yīng)用于深彈復(fù)合引信中 。

超聲波檢測器是指通過向路面發(fā)射超聲波脈沖和接受反射波來識別車輛的裝置。由懸掛在車道上方一定距離的檢測器,通過換能器向下方的車道發(fā)射超聲波脈沖，再通過接受從車輛或地面的反射波，根據(jù)反射波返回時間的差別，判斷有無車輛通過或存在。

利用人耳聽不到的超聲波（20000Hz以上）來作為探測源進(jìn)行探測的設(shè)備稱為超聲波探測器，一般用于探測移動物體。超聲波探測器的工作原理是利用超聲波發(fā)射， 通過被測物體的反射、回波接收后的時差來測量被測距離的，是一種非接觸式測量儀器。