超聲波流量計(jì)傳感器在控制系統(tǒng)探討 十七

節(jié)能控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)包括：發(fā)射電路的設(shè)計(jì)；接收電路的設(shè)計(jì)；電源系統(tǒng)的設(shè)計(jì)；執(zhí)行電路的設(shè)計(jì)。

單片機(jī)

發(fā)射放大電路

發(fā)射探頭

二值化電路

帶通濾波

前置放大

接受探頭

溫度補(bǔ)償

執(zhí)行電路

4.2 發(fā)射電路的方案設(shè)計(jì)

4.2.1 發(fā)射電壓

傳感器發(fā)射電壓大小主要取決于發(fā)射信號(hào)損失及接收機(jī)的靈敏度，綜合各種損耗的因素，包括往返傳播損失，聲波傳輸損失，聲波反射損失，環(huán)境噪聲損失；另外考慮實(shí)際發(fā)射傳感器的最大輸入電壓為30Vp-p，取發(fā)射電壓為120Vp-p。

4.2.2 發(fā)射信號(hào)方式

通常發(fā)射電路按發(fā)射方式分為:單脈沖發(fā)射、多脈沖發(fā)射和連續(xù)發(fā)射。測(cè)距所用超聲波一般都是間斷單脈沖發(fā)射，每測(cè)距一次，發(fā)送、接收一次。間斷地激發(fā)換能器晶片振動(dòng)。此方法測(cè)試距離太近;本系統(tǒng)采用間斷多脈沖發(fā)射，系統(tǒng)一次發(fā)出5個(gè)脈沖。

在超聲波測(cè)量系統(tǒng)中，頻率取得太低，外界的雜音干擾較多；頻率取得太高，在傳播的過(guò)程中衰減較大。故在超聲波測(cè)量中，常使用40KHz的超聲波。目前超聲波測(cè)量的距離一般為幾米到幾十米，是一種適合室內(nèi)測(cè)量的方式。由于超聲波發(fā)射與接收器件具有固有的頻率特性，具有很高的抗干擾性能。距離測(cè)量系統(tǒng)常用頻率范圍25KHz-300KHz的脈沖壓力波，發(fā)射和接收的傳感器有時(shí)共用一個(gè)，或者兩個(gè)是分開(kāi)使用的。發(fā)射電路一般由振蕩和功放兩部分組成負(fù)責(zé)向傳感器輸出一個(gè)有一定寬度的高壓脈沖串，并由傳感器轉(zhuǎn)換成聲能發(fā)射出去；接收放大器用于放大回聲信號(hào)以便記錄，同時(shí)為了使它能接收具有一定頻帶寬度的短脈沖信號(hào)，接收放大器要有足夠的頻帶寬度；記錄/控制部分啟動(dòng)或關(guān)閉發(fā)射電路并記錄發(fā)射的瞬時(shí)及接收的瞬時(shí)，并將時(shí)差換算成距離并與給定值比較，已確定控制操作。

 超聲波流量計(jì)