專利名稱：一種超聲測距與報警裝置的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及超聲測距與報警領域。是一種以空氣為傳播媒介的超聲測距與報警裝置。
以空氣為傳播媒介的超聲技術應用較廣，包括測距儀，防盜報警器，自動開關。EP0366166提出一種汽車防盜報警方法和裝置。它通過檢測超聲場反射波的變化產生報警信號。但在一些領域需要根據(jù)距離產生報警，以滿足使用要求。如汽車尾部障礙探測。
本實用新型的目的是提供一種超聲測距與報警裝置。它能測出物體離一特定面的距離及方位。并產生與距離有關的報警聲。
本實用新型的目的是這樣達到的通過在一面上布置一個或多個探測器測量物體到探測器的距離。選擇其中最小值作為測量距離。并寄存該探測器在該面上的相對位置。由該探測器所對的方位確定被測物的方位。距離的測量采用間接測量法。即探測器發(fā)出的一束超聲波遇到物體后反射到面上被探測器上的接受器所接受。通過測量發(fā)射波與接受波的時間t，計算出距離s，即s＝v×t。v是超聲波在空氣中的傳播速度。由數(shù)碼顯示屏顯示距離和方位，并將測量值和指定的門限比較，當測量值小于門限時，產生報警聲。本實用新型由探測器、顯示報警器組成。探測器安裝在同一面上。探測器由振蕩器、信號放大器、比較器、整形電路、單穩(wěn)電路、雙穩(wěn)觸發(fā)器、以及發(fā)射頭、接受頭組成。顯示報警器由多輸入與門、振蕩器、觸發(fā)器、計數(shù)器、鎖存器、譯碼驅動器、受控振蕩器，以及顯示屏和蜂鳴器組成。
下面就本實用新型技術方案結合實施例作詳細介紹。
圖1為本實用新型超聲測距與報警裝置的原理框圖，其中1為探測器，2為顯示報警器。
圖2為探測器原理框圖。
圖3為探測器電原理圖。
圖4為顯示報警原理框圖。
圖5為顯示報警器電原理圖。
本實用新型設計人推薦如下最佳實施例所說的探測器是一種把測量值轉換為占空比隨測量值而變的方波輸出裝置。參見圖2和圖3。其具體結構是振蕩器101每隔一段時間產生一個脈沖。振蕩器102產生一個激勵方波。振蕩器102受控于振蕩器101。當振蕩器101輸出為高電平時，振蕩器102振蕩，并激勵發(fā)射頭103發(fā)出一束超聲波。同時通過單穩(wěn)電路104使雙穩(wěn)觸發(fā)器109置位。超聲波遇到物體后發(fā)生反射。反射波被接受頭106接受，經信號放大器105放大，并由單穩(wěn)電路104箝位，經比較器107產生一列方波，由單穩(wěn)整形電路108整形成一方脈沖。方脈沖的下降沿使雙穩(wěn)觸發(fā)器復位。于是探測器測量的距離轉換為占空比與距離有關的方波信號，再由輸出電路110輸出。
所說的顯示報警器是一種把輸入方波轉換為測量值，并判別被測物體的方位，產生發(fā)聲間隔與測量值有關的報警聲的裝置。參見圖4、圖5。顯示報警器具有兩個功能顯示距離、方位和報警。其具體結構是從探測器傳來的信號經多輸入與門203后，選擇占空比最小的一路。這路信號的上升沿經觸發(fā)器205產生清零信號，計數(shù)器206開始計數(shù)。計數(shù)器206由振蕩器 210提供基準信號，占空比最小一路信號的下降沿控制計數(shù)器206停止計數(shù)，下降沿經觸發(fā)器204產生鎖存信號，把計數(shù)器的輸出鎖存到鎖存器207。經譯碼驅動器208后由顯示屏209顯示距離，同時把占空比最小的一路信號的位置信息鎖存于鎖存器201，通過驅動器202送至顯示屏209顯示方位。鎖存器 207 的輸出控制受控制振蕩器211的振蕩頻率。受控振蕩器211由RC振蕩回路構成。其中R回路為一組串聯(lián)的電子開關，每個開關與一定阻值的電阻并聯(lián)。開關的控制端與計數(shù)器輸出相連。于是這一回路的電阻受測量值控制。從而控制受控振蕩器211的頻率。測量值越大，頻率越低。于是，蜂鳴器發(fā)出距離越小，聲音越急促的報警聲。
本實施例經驗證，其性能滿足以下指標1.供電電源9－13伏直流2.最大探測距離6米3.顯示分辨率0.1米4.顯示方式LED數(shù)碼管及發(fā)光管5.報警方式距離小于2米時報警。距離值越小，聲音越急促。
6.工作環(huán)境溫度－20℃－40℃本實施例適宜用作汽車用障礙探測器。當汽車倒車時，駕駛員僅靠反光鏡不能了解尾部全貌。如尾部裝有本發(fā)明裝置的探測器，就可通過裝在駕駛室的顯示報警器知道障礙物的距離和方位。在一般情況下，駕駛員只要聽報警聲。當要停在確定位置時，如卸貨平臺，可通過顯示屏使汽車停在準確位置。
本實用新型還可作為停車庫自動車位檢測裝置。停車庫中停車位是否停有車輛可由安裝在停車位上方的探測器檢測出來。如停有車輛，探測器測定的距離較小，反之較大。通過電纜把信息傳到終端，由終端編碼，計數(shù)。就可知道停車數(shù)量、車輛停放時間等數(shù)據(jù)。
本實用新型還可作為一種接近開關。在流水生產線、自動門、自動燈等控制領域，可用本發(fā)明裝置作接近開關。門限可在安裝時設定。根據(jù)測量的距離決定開關的開或閉的狀態(tài)。
本實用新型具有如下有益效果它能測出物體離一特定面的距離和方位，并產生與距離有關的報警聲。距離越小，聲音越急促。本發(fā)明很適合用于汽車障礙報警，汽車停靠如卸貨平臺等某準確位置的指示和停車庫車位的自動檢測。還可在流水生產線、自動門、自動燈等控制系統(tǒng)中作為接近開關。本發(fā)明采用了先進的電子技術和設計。具有結構簡單、穩(wěn)定性好、工作電壓范圍寬的優(yōu)點。
權利要求1.一種超聲測距與報警裝置，它由一個或多個探測器(1)和顯示報警器(2)組成，其特征在于a)所說的探測器(1)的具體結構是振蕩器(101)每隔一段時間產生一個脈沖，振蕩器(102)產生激勵方波，振蕩器(102)受控于振蕩器(101)，當振蕩器(101)輸出為高電平時，振蕩器(102)振蕩，并激勵發(fā)射頭(103)發(fā)出一束超聲波，同時通過單穩(wěn)電路(104)使雙穩(wěn)觸發(fā)器(109)置位，超聲波遇到物體后的反射波被接收頭(106)接收，經信號放大器(105)放大，由單穩(wěn)電路(104)鉗位，經比較器(107)后產生一列方波，由單穩(wěn)電路(108)整形成一方脈沖，方脈沖的下降沿使雙穩(wěn)觸發(fā)器(109)復位，與距離關聯(lián)的方波信號由輸出電路(110)輸出；b)所說的顯示報警器(2)是將由探測器(1)傳來的信號經多輸入與門(203)后，選擇占空比最小的一路，這路信號的上升沿經觸發(fā)器(205)產生清零信號，計數(shù)器(206)開始計數(shù)，計數(shù)器(206)由振蕩器(210)提供基準信號，占空比最小的一路信號的下降沿控制計數(shù)器(206)停止計數(shù)，下降沿經觸發(fā)器(204)產生鎖存信號，把計數(shù)器的輸出鎖存到鎖存器(207)，經譯碼驅動器(208)后由顯示屏(209)顯示距離，同時把占空比最小的一路信號鎖存于鎖存器(201)，通過驅動器(202)送至顯示屏(209)顯示方位，受控于測量值的受控振蕩器(211)產生產生驅動信號驅動蜂鳴器(212)或狀態(tài)開關。
2.根據(jù)權利要求書1所規(guī)定的超聲測距與報警裝置，其特征在于所說的顯示報警器(2)的受控振蕩器(211)是一種受輸入數(shù)字量控制的方波發(fā)生器，由數(shù)字量控制一組電子開關，電子開關與一定阻值的電阻并聯(lián)，于是開關的開與閉就改變這一回路的電阻，從而改變RC振蕩器的振蕩頻率。
3.根據(jù)權利要求書1所規(guī)定的超聲測距與報警裝置，其特征在于所說的顯示報警器的狀態(tài)開關，是根據(jù)測量的距離決定開關的開或閉的狀態(tài)。
專利摘要本實用新型公開了一種超聲測距與報警裝置，通過在一面上布置一個或多個探測器測量物體與該面的距離。選擇其中最小值作為測量距離。由該探測器所對的方位確定被測物的方位。由數(shù)碼顯示屏顯示距離和方位。并把測量值和設定的門限比較，當測量值小于門限時報警。這一裝置很適合用于汽車障礙報警。汽車?？咳缧敦浧脚_等確定其位置、停車庫車位自動檢測。還適宜作為在流水生產線、自動門、自動燈等的控制的接近開關。
文檔編號G01S15/08GK2171876SQ93226429
公開日1994年7月13日 申請日期1993年10月15日 優(yōu)先權日1993年10月15日
發(fā)明者劉咸瑞, 張智敏, 劉學明, 鄭親波, 翁垂駿, 程爾同, 朱進興 申請人:中國科學院上海技術物理研究所