專利名稱：一種超聲波檢測(cè)傳感器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種傳感器，具體涉及一種超聲波檢測(cè)傳感器。
背景技術(shù)：
目前，超聲波檢測(cè)傳感器廣泛應(yīng)用于超聲波測(cè)距和材料無損檢測(cè)。圖1為現(xiàn)有技術(shù)的超聲波測(cè)距工作原理框圖。它包括超聲波信號(hào)發(fā)射電路2、發(fā)射探頭3、接收探頭5、超聲波信號(hào)接收電路6和微處理機(jī)1。超聲波信號(hào)發(fā)射電路2的作用是把微處理機(jī)1送來的激勵(lì)脈沖進(jìn)行功率放大后，驅(qū)動(dòng)發(fā)射探頭3發(fā)出超聲波。超聲波信號(hào)接收電路6則把從被測(cè)物體4反射回來并經(jīng)接收探頭5收到的超聲波信號(hào)進(jìn)行放大、整形成為方波送給微處理機(jī)1，微處理機(jī)1通過計(jì)算發(fā)射信號(hào)與接收到信號(hào)的時(shí)間差，得出被測(cè)物體4到探頭的距離 (距離S=(光速C·接收時(shí)間T)/2)。該距離的數(shù)值還可以通過顯示電路顯示出來。超聲波材料無損檢測(cè)傳感器與測(cè)距傳感器一樣，均是用利用檢測(cè)超聲波信號(hào)發(fā)射與反射接收的時(shí)間差進(jìn)行計(jì)量的。但是有一些工業(yè)設(shè)備中的檢測(cè)儀器，使用光電傳感器檢測(cè)物體的有無會(huì)遇到困難，例如對(duì)較高透明材料，使用LED(發(fā)光二極管)作為光源就難以準(zhǔn)確檢測(cè)。另外，LED的光功率衰減導(dǎo)致傳感器的壽命縮短而工作不可靠，同時(shí)，由于工業(yè)生產(chǎn)環(huán)境中的灰塵，極易影響光電傳感器光學(xué)鏡片的透明，導(dǎo)致光電傳感器誤判斷。

實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型所要解決的技術(shù)問題就是提供一種超聲波檢測(cè)傳感器，它既能檢測(cè)透明材料，又能避免環(huán)境中灰塵和LED光源壽命所造成的檢測(cè)錯(cuò)誤。本實(shí)用新型所要解決的技術(shù)問題是通過這樣的技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的，它包括有微處理機(jī)、超聲波信號(hào)發(fā)射電路、發(fā)射探頭和接收探頭，微處理機(jī)產(chǎn)生激勵(lì)脈沖，經(jīng)超聲波信號(hào)發(fā)射電路進(jìn)行功率放大，驅(qū)動(dòng)發(fā)射探頭發(fā)出超聲波，其特征在于還包括超聲波信號(hào)放大電路、檢波電路和輸出放大電路，所述接收探頭獲得超聲波接收信號(hào)，經(jīng)超聲波信號(hào)放大電路進(jìn)行信號(hào)放大，再經(jīng)檢波電路獲得半波信號(hào)，然后經(jīng)輸出放大電路進(jìn)行功率放大后輸出。優(yōu)選地，在上述檢波電路與輸出放大電路之間設(shè)有采樣保持電路，采樣保持電路的輸入端與檢波電路輸出端連接，采樣保持電路的輸出端與輸出放大電路的輸入端連接， 采樣保持電路的控制端與微處理機(jī)的采樣信號(hào)端連接。由于本實(shí)用新型使用超聲波作為檢測(cè)信號(hào)，對(duì)被測(cè)物體的有無進(jìn)行檢測(cè)，無論物體材質(zhì)是否透明，對(duì)超聲波遮擋所形成的信號(hào)強(qiáng)弱都一樣，克服了光電傳感器對(duì)透明材料檢測(cè)困難的缺點(diǎn)。另外，本實(shí)用新型不使用LED做光源，省略掉光學(xué)鏡片，避免了光功率的衰減及灰塵造成的檢測(cè)錯(cuò)誤。本實(shí)用新型具有如下的優(yōu)點(diǎn)既能檢測(cè)透明材料，又能避免環(huán)境中灰塵和LED光源壽命所造成的檢測(cè)錯(cuò)誤。

[0009]本實(shí)用新型的附圖說明如下圖1為背景技術(shù)的超聲波測(cè)距傳感器的電路框圖；圖2為本實(shí)用新型的電路框圖；圖3為圖2中增加了采樣保持電路的電路框圖；圖4為圖3的一個(gè)實(shí)施例電路圖。
具體實(shí)施方式
本實(shí)用新型的設(shè)計(jì)構(gòu)思是這樣的利用超聲波，將發(fā)射探頭和接收探頭正對(duì)地固定在被測(cè)物體的兩側(cè)，當(dāng)有物體處在發(fā)射與接收探頭之間，產(chǎn)生遮擋時(shí)，接收探頭的信號(hào)幅值將發(fā)生變化，本實(shí)用新型就獲得了該信號(hào)的幅值。
以下結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步說明參見圖2，本實(shí)用新型包括有微處理機(jī)1、超聲波信號(hào)發(fā)射電路2、發(fā)射探頭3和接收探頭5，微處理機(jī)1產(chǎn)生激勵(lì)脈沖，經(jīng)超聲波信號(hào)發(fā)射電路2進(jìn)行功率放大，驅(qū)動(dòng)發(fā)射探頭 3發(fā)出超聲波，其特征在于還包括超聲波信號(hào)放大電路7、檢波電路8和輸出放大電路9， 所述接收探頭5獲得超聲波接收信號(hào)，經(jīng)超聲波信號(hào)放大電路7進(jìn)行信號(hào)放大，再經(jīng)檢波電路8獲得半波信號(hào)，然后經(jīng)輸出放大電路9進(jìn)行功率放大后輸出。參見圖3，在圖2中的檢波電路8與輸出放大電路9之間設(shè)有采樣保持電路10，采樣保持電路10的輸入端與檢波電路8輸出端連接，采樣保持電路10的輸出端與輸出放大電路9的輸入端連接，采樣保持電路10的一個(gè)控制端與微處理機(jī)1的采樣信號(hào)端連接。電路中加入采樣保持電路10的原因在于，由于微處理機(jī)1產(chǎn)生激勵(lì)脈沖是間隙性的，超聲波也是間斷發(fā)送的，超聲波傳遞速度遠(yuǎn)比不上光的傳播速度，超聲波發(fā)射探頭3 發(fā)射出超聲波信號(hào)后，需要經(jīng)過一段時(shí)間，接收探頭5才能接收到信號(hào)，加入采樣保持電路 10，在發(fā)射的超聲波信號(hào)到達(dá)接收端后，打開采樣保持電路10使放大后的信號(hào)進(jìn)入輸出放大電路9，即能可靠接收到的超聲波檢測(cè)信號(hào)，避免生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)的其它聲波產(chǎn)生干擾。如圖4所示，超聲波信號(hào)放大電路7包含有第一放大器IC2A和第一跟隨器IC2B， 第一放大器IC2A的輸入端與接收探頭5輸出端連接，第一放大器IC2A的輸出端與第一跟隨器IC2B的輸入端連接，第一跟隨器IC2B的輸出端連接檢波電路8。采樣保持電路10選用LF398采樣保持器。輸出放大電路9包含有第二放大器IC4A和第二跟隨器IC4B，第二放大器IC4A的輸入端與采樣保持電路10輸出端連接，第二放大器IC4A的輸出端與第二跟隨器IC4B的輸入端連接，由第二跟隨器IC4B的輸出端作為信號(hào)輸出。
以下結(jié)合附圖4對(duì)本實(shí)用新型的工作原理作進(jìn)一步說明微處理機(jī)ICl的P3. 5端口輸出一串脈沖電壓，通過三極管Ql基極，經(jīng)脈沖變壓器 Tl升壓，驅(qū)動(dòng)超聲波發(fā)射探頭Yl發(fā)射超聲波，此時(shí)，微處理機(jī)ICl開始計(jì)時(shí)。發(fā)射的超聲波被接收探頭5接收后產(chǎn)生電信號(hào)，該信號(hào)經(jīng)電容C3耦合，進(jìn)入由電阻R5、R6、R14和第一放大器IC2A構(gòu)成放大電路進(jìn)行交流信號(hào)放大，由第一跟隨器IC2B輸出，送至由二極管D3、電阻R8、R9、R16及電容C8組成的檢波電路，檢波成為負(fù)的半波電壓；這時(shí)，微處理機(jī)ICl輸出信號(hào)打開采樣保持電路10，信號(hào)通過開采樣保持電路10，經(jīng)電阻Rll、R12、電容C6和第二放大器IC4A組成的放大電路放大后，由第二跟隨器IC4B輸出至外部接口。[0024] 當(dāng)發(fā)射探頭與接收探頭之間有物體遮擋或部分遮擋時(shí)，超聲波接收端接收到的信號(hào)幅值將會(huì)變小，同時(shí)傳感器電路輸出的信號(hào)幅值也將發(fā)生變化，外部控制系統(tǒng)即可根據(jù)這個(gè)信號(hào)的幅值大小作出判斷、處理。
權(quán)利要求1.一種超聲波檢測(cè)傳感器，包括有微處理機(jī)(1)、超聲波信號(hào)發(fā)射電路O)、發(fā)射探頭 (3)和接收探頭(5)，微處理機(jī)(1)產(chǎn)生激勵(lì)脈沖，經(jīng)超聲波信號(hào)發(fā)射電路( 進(jìn)行功率放大，驅(qū)動(dòng)發(fā)射探頭C3)發(fā)出超聲波，其特征在于還包括超聲波信號(hào)放大電路(7)、檢波電路 (8)和輸出放大電路(9)，所述接收探頭( 獲得超聲波接收信號(hào)，經(jīng)超聲波信號(hào)放大電路 (7)進(jìn)行信號(hào)放大，再經(jīng)檢波電路(8)獲得半波信號(hào)，然后經(jīng)輸出放大電路(9)進(jìn)行功率放大后輸出。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種超聲波檢測(cè)傳感器，其特征在于在所述檢波電路(8) 與輸出放大電路(9)之間設(shè)有采樣保持電路(10)，采樣保持電路(10)的輸入端與檢波電路(8)輸出端連接，采樣保持電路(10)的輸出端與輸出放大電路(9)的輸入端連接，采樣保持電路(10)的一個(gè)控制端與微處理機(jī)(1)的采樣信號(hào)端連接。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種超聲波檢測(cè)傳感器，其特征在于所述超聲波信號(hào)放大電路(7)包含有第一放大器(IC2A)和第一跟隨器(IC2B)，第一放大器(IC2A)的輸入端與接收探頭( 輸出端連接，第一放大器(IC2A)的輸出端與第一跟隨器(IC2B)的輸入端連接，第一跟隨器(IC2B)的輸出端連接檢波電路(8)。
4.根據(jù)權(quán)利要求2或3所述的一種超聲波檢測(cè)傳感器，其特征在于所述輸出放大電路(9)包含有第二放大器(IC4A)和第二跟隨器(IC4B)，第二放大器(IC4A)的輸入端與采樣保持電路(10)輸出端連接，第二放大器(IC4A)的輸出端與第二跟隨器(IC4B)的輸入端連接，由第二跟隨器(IC4B)的輸出端作為信號(hào)輸出。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種超聲波檢測(cè)傳感器，其特征在于所述采樣保持電路 (10)包括LF398采樣保持器。
專利摘要本實(shí)用新型涉及一種超聲波檢測(cè)傳感器。它包括有微處理機(jī)(1)、超聲波信號(hào)發(fā)射電路(2)、發(fā)射探頭(3)和接收探頭(5)，微處理機(jī)(1)產(chǎn)生激勵(lì)脈沖，經(jīng)超聲波信號(hào)發(fā)射電路(2)進(jìn)行功率放大，驅(qū)動(dòng)發(fā)射探頭(3)發(fā)出超聲波，其特征在于還包括超聲波信號(hào)放大電路(7)、檢波電路(8)和輸出放大電路(9)，所述接收探頭(5)獲得超聲波接收信號(hào)，經(jīng)超聲波信號(hào)放大電路(7)進(jìn)行信號(hào)放大，再經(jīng)檢波電路(8)獲得半波信號(hào)，然后經(jīng)輸出放大電路(9)進(jìn)行功率放大后輸出。本實(shí)用新型具有如下的優(yōu)點(diǎn)既能檢測(cè)透明材料，又能避免環(huán)境中灰塵和LED光源壽命所造成的檢測(cè)錯(cuò)誤。
文檔編號(hào)G01N29/11GK201993341SQ20102066031
公開日2011年9月28日 申請(qǐng)日期2010年12月15日 優(yōu)先權(quán)日2010年12月15日
發(fā)明者羅人軒, 陳永華 申請(qǐng)人:重慶東登科技有限公司