⑴ 對於數字式超聲波探傷儀怎麼測其始脈沖寬度
探頭與儀器組合後在規定靈敏度下觀察屏幕上始脈沖高度超過20%的波高部分所佔的時基線長度即為始脈沖寬度。
⑵ 關於超聲波測距
是這樣的,目前的超聲波產生和接收器件大部分都是壓電陶瓷(磁致伸縮雖然性能高,但應用並不方便)。
壓電陶瓷的性能是這樣的,你給出「一個」脈沖,它就產生一個阻尼震盪,聲波反射回來後根據時間計算距離。
將上面做成循環,在宏觀上從時間的角度看,它不就是一系列的方波嗎?其實也應該是有一系列的回波,文獻里沒提罷了。
每執行一次循環體,就得到一個距離,如果不需要其它處理的話,將距離顯示出來,這樣你的儀器就能夠「實時測距」了,^_^
漢語有的時候還是容易產生歧義的,希望這樣解釋對你有幫助。
超聲波這方面的東西我做了兩年了,其實聲波很簡單,它是機械波,比起電磁,還是簡單了不少啊。
⑶ 超聲波探傷儀脈沖寬度
一般來說數字超聲波探傷儀的脈沖寬度是0.1-0.5us就夠用了。
⑷ 請教在一款超聲波流量計中,有個參數說「脈沖寬度」什麼意思,起什麼作用(時差法)
應該是指儀表每次采樣時可以讀取信號的時間,即每次讀取信號時儀表采樣電路開啟的窗口時間的寬度。假如說「脈寬時間」為5ms,就是指該電路每次讀信號時只讀5ms,而後關閉等待下一次采樣。
⑸ 程序中怎麼設置超聲波測距的范圍定時器初值該如何設置12M晶振
超聲波發射開始計時,接收到後停止計數器。得到一個時間,時間乘以速度得到距離。
最小范圍是由你設定的盲區所決定。因為要避開超聲波的餘震。一般可以達到20cm這樣。
最大范圍是有你所用的超聲波發射模塊的功率所決定,因為距離越遠,超聲波衰減的越厲害。如果測距要達到1500cm,那麼超聲波的路程就是3000cm,必須得大大提高發射的功率。同時加大測距間隔。
⑹ 超聲波發射電路原理以及組成部分,謝謝!
摘要超聲波測距器,可以應用於汽車倒車、建築施工工地以及一些工業現場的位置監控,也可用於如液位、井深、管道長度的測量等場合。要求測量范圍在0.10-5.00m,測量精度1cm,測量時與被測物體無直接接觸,能夠清晰穩定地顯示測量結果。由於超聲波指向性強,能量消耗緩慢,在介質中傳播的距離較遠,因而超聲波經常用於距離的測量,如測距儀和物位測量儀等都可以通過超聲波來實現。利用超聲波檢測往往比較迅速、方便、計算簡單、易於做到實時控制,並且在測量精度方面能達到工業實用的要求,因此在移動機器人的研製上也得到了廣泛的應用。 關鍵詞 單片機AT82S51超聲波感測器測量距離 一、設計要求 設計一個超聲波測距器,可以應用於汽車倒車、建築施工工地以及一些工業現場的位置監控,也可用於如液位、井深、管道長度的測量等場合。要求測量范圍在0.10-3.00m,測量精度1cm,測量時與被測物體無直接接觸,能夠清晰穩定地顯示測量結果。 二、設計思路 超聲波感測器及其測距原理 超聲波是指頻率高於20KHz的機械波。為了以超聲波作為檢測手段,必須產生超生波和接收超聲波。完成這種功能的裝置就是超聲波感測器,習慣上稱為超聲波換能器或超聲波探頭。超聲波感測器有發送器和接收器,但一個超聲波感測器也可具有發送和接收聲波的雙重作用。超聲波感測器是利用壓電效應的原理將電能和超聲波相互轉化,即在發射超聲波的時候,將電能轉換,發射超聲波;而在收到回波的時候,則將超聲振動轉換成電信號。 超聲波測距的原理一般採用渡越時間法TOF(timeofflight)。首先測出超聲波從發射到遇到障礙物返回所經歷的時間,再乘以超聲波的速度就得到二倍的聲源與障礙物之間的距離 測量距離的方法有很多種,短距離的可以用尺,遠距離的有激光測距等,超聲波測距適用於高精度的中長距離測量。因為超聲波在標准空氣中的傳播速度為331.45米/秒,由單片機負責計時,單片機使用12.0M晶振,所以此系統的測量精度理論上可以達到毫米級。 由於超聲波指向性強,能量消耗緩慢,在介質中傳播距離遠,因而超聲波可以用於距離的測量。利用超聲波檢測距離,設計比較方便,計算處理也較簡單,並且在測量精度方面也能達到要求。 超聲波發生器可以分為兩類:一類是用電氣方式產生超聲波,一類是用機械方式產生超聲波。本課題屬於近距離測量,可以採用常用的壓電式超聲波換能器來實現。 根據設計要求並綜合各方面因素,可以採用AT89S51單片機作為主控制器,用動態掃描法實現LED數字顯示,超聲波驅動信號用單片機的定時器完成,超聲波測距器的系統框圖如下圖所示: 超聲波測距器系統設計框圖 三、系統組成 硬體部分 主要由單片機系統及顯示電路、超聲波發射電路和超聲波檢測接收電路三部分組成。採用AT89S51來實現對CX20106A紅外接收晶元和TCT40-10系列超聲波轉換模塊的控制。單片機通過P1.0引腳經反相器來控制超聲波的發送,然後單片機不停的檢測INT0引腳,當INT0引腳的電平由高電平變為低電平時就認為超聲波已經返回。計數器所計的數據就是超聲波所經歷的時間,通過換算就可以得到感測器與障礙物之間的距離。 軟體部分 主要由主程序、超聲波發生子程序、超聲波接收中斷程序及顯示子程序等部分。 四、系統硬體電路設計 1.單片機系統及顯示電路 單片機採用89S51或其兼容系列。採用12MHz高精度的晶振,以獲得較穩定的時鍾頻率,減小測量誤差。單片機用P1.0埠輸出超聲波轉化器所需的40KHz方波信號,利用外中斷0口檢測超聲波接受電路輸出的返回信號。顯示電路採用簡單實用的4位共陽LED數碼管,段碼用74LS244驅動,位碼用PNP三極體驅動。單片機系統及顯示電路如下圖所示 單片機及顯示電路原理圖 2.超聲波發射電路原理圖參考期刊如圖所示: 超聲波發射電路原理圖 壓電超聲波轉換器的功能:利用壓電晶體諧振工作。內部結構上圖所示,它有兩個壓電晶片和一個共振板。當它的兩極外加脈沖信號,其頻率等於壓電晶片的固有振盪頻率時,壓電晶片將會發生共振,並帶動共振板振動產生超聲波,這時它就是一超聲波發生器;如沒加電壓,當共振板接受到超聲波時,將壓迫壓電振盪器作振動,將機械能轉換為電信號,這時它就成為超聲波接受轉換器。超聲波發射轉換器與接受轉換器其結構稍有不同。 3.超聲波檢測接受電路 參考紅外轉化接收期刊的電路採用集成電路CX20106A,這是一款紅外線檢波接收的專用晶元,常用於電視機紅外遙控接收器。考慮到紅外遙控常用的載波頻率38KHz與測距超聲波頻率40KHz較為接近,可以利用它作為超聲波檢測電路。實驗證明其具有很高的靈敏度和較強的抗干擾能力。適當改變C4的大小,可改變接受電路的靈敏度和抗干擾能力。 超聲波接收電路圖 五、系統程序設計 超聲波測距軟體設計主要由主程序,超聲波發射子程序,超聲波接受中斷程序及顯示子程序組成。下面對超聲波測距器的演算法,主程序,超聲波發射子程序和超聲波接受中斷程序逐一介紹。 1.超聲波測距器的演算法設計 下圖示意了超聲波測距的原理,即超聲波發生器T在某一時刻發出的一個超聲波信號,當超聲波遇到被測物體後反射回來,就被超聲波接收器R所接受。這樣只要計算出發生信號到接受返回信號所用的時間,就可算出超聲波發生器與反射物體的距離。 距離計算公式:d=s/2=(c*t)/2 *d為被測物與測距器的距離,s為聲波的來迴路程,c為聲速,t為聲波來回所用的時間 聲速c與溫度有關,如溫度變化不大,則可認為聲速是基本不變的。如果測距精度要求很高,則應通過溫度補償的方法加以校正。聲速確定後,只要測得超聲波往返時間,即可求得距離。在系統加入溫度感測器來監測環境溫度,可進行溫度被償。這里可以用DS18B20測量環境溫度,根據不同的環境溫度確定一聲速提高測距的穩定性。為了增強系統的可靠性,應在軟硬體上採用抗干擾措施。 不同溫度下的超聲波聲速表 溫度/ -30 -20 -10 0 10 20 30 100 聲速c(m/s) 313 319 325 323 338 344 349 386 2.主程序 主程序首先對系統環境初始化,設置定時器T0工作模式為16位的定時計數器模式,置位總中斷允許位EA並給顯示埠P0和P2清0。然後調用超聲波發生子程序送出一個超聲波脈沖,為避免超聲波從發射器直接傳送到接收器引起的直接波觸發,需延遲0.1ms(這也就是測距器會有一個最小可測距離的原因)後,才打開外中斷0接收返回的超聲波信號。由於採用12MHz的晶振,機器周期為1us,當主程序檢測到接收成功的標志位後,將計數器T0中的數(即超聲波來回所用的時間)按下式計算即可測得被測物體與測距儀之間的距離,設計時取20℃時的聲速為344m/s則有: d=(C*T0)/2=172T0/10000cm(其中T0為計數器T0的計數值) 測出距離後結果將以十進制BCD碼方式LED,然後再發超聲波脈沖重復測量過程。主程序框圖如下 3.超聲波發生子程序和超聲波接收中斷程序 超聲波發生子程序的作用是通過P1.0埠發送2個左右的超聲波信號頻率約40KHz的方波,脈沖寬度為12us左右,同時把計數器T0打開進行計時。超聲波測距器主程序利用外中斷0檢測返回超聲波信號,一旦接收到返回超聲波信號(INT0引腳出現低電平),立即進入中斷程序。進入該中斷後就立即關閉計時器T0停止計時,並將測距成功標志字賦值1。如果當計時器溢出時還未檢測到超聲波返回信號,則定時器T0溢出中斷將外中斷0關閉,並將測距成功標志字賦值2以表示此次測距不成功。 六.軟硬體調試及性能 超聲波測距儀的製作和調試,其中超聲波發射和接收採用Φ15的超聲波換能器TCT40-10F1(T發射)和TCT40-10S1(R接收),中心頻率為40kHz,安裝時應保持兩換能器中心軸線平行並相距4~8cm,其餘元件無特殊要求。若能將超聲波接收電路用金屬殼屏蔽起來,則可提高抗干擾能力。根據測量范圍要求不同,可適當調整與接收換能器並接的濾波電容C4的大小,以獲得合適的接收靈敏度和抗干擾能力。 硬體電路製作完成並調試好後,便可將程序編譯好下載到單片機試運行。根據實際情況可以修改超聲波發生子程序每次發送的脈沖寬度和兩次測量的間隔時間,以適應不同距離的測量需要。根據所設計的電路參數和程序,測距儀能測的范圍為0.07~5.5m,測距儀最大誤差不超過1cm。系統調試完後應對測量誤差和重復一致性進行多次實驗分析,不斷優化系統使其達到實際使用的測量要求。 後續工作需實驗後才能驗證 根據參考電路和集成的電路器件測距范圍有限10m以內為好。 http://www.chuandong.com/cdbbs/2008-12/17/081217A9D4D0217.html希望對你有幫助!
⑺ 什麼是窄脈沖,寬脈沖,超聲波頻帶
窄脈沖可以認為是一個沖擊響應.比如一個脈沖寬度是1uS的電脈沖,就可以認為是窄脈沖.連續幾個周期,那我們可以認為是寬脈沖.超聲波頻帶是大部分是指換能器的工作帶寬.當然也可以指你的工作頻率范圍.比如在水聲通信領域,就經常講到頻帶.比如我這個水聲痛惜系統,我的調制頻率是從20KHz~30KHz,那麼我的工作的頻帶寬度就是10KHz.
⑻ 超聲探傷儀水平線性
超聲波探傷儀是一種攜帶型工業無損探傷儀器,它能夠快速、便捷、無損傷、精確地進行工件內部多種缺陷(裂紋、疏鬆、氣孔、夾雜等)的檢測、定位、評估和診斷。既可以用於實驗室,也可以用於工程現場。廣泛應用在鍋爐、壓力容器、航天、航空、電力、石油、化工、海洋石油、管道、軍工、船舶製造、汽車、機械製造、冶金、金屬加工業、鋼結構、鐵路交通、核能電力、高校等行業。
基本信息
中文名稱
超聲探傷儀
波及波分類
電磁波聲波
功 能
自動校準自由切換標尺等
儀器原理
穿透法、脈沖反射法、串列法等
目錄
1物理基礎
2儀器原理
3數字式超聲波探傷儀
4技術參數
5技術資料
6采購事項
折疊編輯本段物理基礎
波及波分類
介質的一切質點,是以彈性力互相聯系的。某質點在介質內振動,能激發起周圍質點的振動。振動在彈性介質內的傳播過程,稱為波。波,有電磁波(電波和光波)和聲波(或稱機械波)。
聲波
聲波是一種能在氣體、液體、固體中傳播的彈性波。它可分為分次聲波、可聞聲波、超聲波及特超聲波。人耳所能聽聞的聲波在20-20000赫之間。頻率超過20000赫,人耳所不能聽聞的聲波,稱超聲波。聲波的頻率愈高,愈於光學的某些特性(如反射。折射定律)相似。
折疊編輯本段儀器原理
超聲波在被檢測材料中傳播時,材料的聲學特性和內部組織的變化對超聲波的傳播產生一定的影響,通過對超聲波受影響程度和狀況的探測了解材料性能和結構變化的技術稱為超聲檢測。超聲檢測方法通常有穿透法、脈沖反射法、串列法等。
數字式超聲波探傷儀現在通常是對被測物體(比如工業材料、人體)發射超聲,然後利用其反射、多普勒效應、透射等來獲取被測物體內部的信息並經過處理形成圖像。
多普勒效應法
是利用超聲在遇到運動的物體時發生的多普勒頻移效應來得出該物體的運動方向和速度等特性;
透射法
是通過分析超聲穿透過被測物體之後的變化而得出物體的內部特性的,其應用目前還處於研製階段;
反射法
超聲波探傷儀這里主要介紹的是目前應用最多的通過反射法來獲取物體內部特性信息的方法。
反射法是基於超聲波在通過不同聲阻抗組織界面時會發生較強反射的原理工作的,正如我們所知道,聲波在從一種介質傳播到另外一種介質的時候在兩者之間的界面處會發生反射,而且介質之間的差別越大反射就會越大,所以我們可以對一個物體發射出穿透力強、能夠直線傳播的超聲波, 超聲波探傷儀 然後對反射回來的超聲波進行接收並根據這些反射回來的超聲波的先後、幅度等情況就可以判斷出這個組織中含有的各種介質的大小、分布情況以及各種介質之間的對比差別程度等信息(其中反射回來的超聲波的先後可以反映出反射界面離探測表面的距離,幅度則可以反映出介質的大小、對比差別程度等特性),超聲波探傷儀從而判斷出該被測物體是否有異常。 在這個過程中就涉及到很多方面的內容,包括超聲波的產生、接收、信號轉換和處理等。
其中產生超聲波的方法是通過電路產生激勵電信號傳給具有壓電效應的晶體(比如石英、硫酸鋰等),使其振動從而產生超聲波;而接收反射回來的超聲波的時候,這個壓電晶體又會受到反射回來的聲波的壓力而產生電信號並傳送給信號處理電路進行一系列的處理,超聲波探傷儀最後形成圖像供人們觀察判斷。
這里根據圖像處理方法(也就是將得到的信號轉換成什麼形式的圖像)的種類又可以分為A型顯示、M型顯示、B型顯示、C型顯示、F型顯示等。
A型顯示是將接收到的超聲信號處理成波形圖像,根據波形的形狀可以看出被測物體裡面是否有異常和缺陷在那裡、有多大等, 超聲波探傷儀主要用於工業檢測;
M型顯示是將一條經過輝度處理的探測信息按時間順序展開形成一維的"空間多點運動時序圖",適於觀察內部處於運動狀態的物體,超聲波探傷儀如運動的臟器、動脈血管等;
B型顯示是將並排很多條經過輝度處理的探測信息組合成的二維的、反映出被測物體內部斷層切面的"解剖圖像"(醫院里使用的B超就是用這種原理做出來的),超聲波探傷儀適於觀察內部處於靜態的物體;
C型顯示也是一種圖象顯示,探傷儀熒光屏的橫坐標和縱坐標都是靠機械掃描來代表探頭在工件表面的位置。探頭接收信號幅度以光點輝度表示,因而,當探頭在工件表面移動時,熒光屏上便顯示出工件內部缺陷的平面圖象,但不能顯示缺陷的深度。
C型顯示、F型顯示現在用得比較少。
超聲波探傷儀檢測不但可以做到非常准確,而且相對其他檢測方法來說更為方便、快捷,也不會對檢測對象和操作者產生危害,所以受到了人們越來越普遍的歡迎,有著非常廣闊的發展前景。
折疊編輯本段數字式超聲波探傷儀
折疊技術特點
1.500個探傷通道
2.內置探傷標准,可自由調出
3.集超聲檢測、測厚雙重功能於一機4.真彩顯示器:多種顏色可選
5.高速USB介面與計算機通訊
6.PC-soft可自動生成探傷報告
7.實時顯示SL、EL、GL、RL定量值
9.大容量、高性能鋰電池,連續工作時間可達7-10小時
10.手帶、掛帶、腰帶,更適合於現場、野外、高空作業
11.體積小、重量輕,便於現場操作
折疊功能
1.自動校準:自動測試探頭的「零點」、「K值」、「前沿」及材料的「聲速」;
2.自動顯示缺陷回波位置如:深度d、水平p、距離s、波幅、當量dB、孔徑ф值;
3.自由切換標尺;
4.自動錄制探傷過程並可以進行動態回放;
5.自動增益、回波包絡、峰值記憶功能;
6.探傷參數可自動測試或預置;
7.數字抑制,不影響增益和線性;
8.多個獨立探傷通道,可自由輸入並存儲任意行業的探傷標准,現場探傷無需攜帶試塊;
9.可自由存儲、回放波形及數據;
10.DAC、AVG曲線自動生成並可以分段製作,取樣點不受限制,並可進行修正與補償;
11.自由輸入各行業標准;
12.與計算機通訊,實現計算機數據管理,並可導出Excel格式、A4紙張的探傷報告;
13.實時時鍾記錄:實時探傷日期、時間的跟蹤記錄,並存儲;
14.增益補償:對表面粗糙度、曲面、厚工件遠距離探傷等因素造成的Db衰減可進行修正;
15.動態存儲功能,可存儲數小時;
16.屏幕拓展功能,圖像清晰視野開闊
所述以上功能都是模擬超聲探傷儀無法實現的。
折疊編輯本段技術參數
掃描范圍: 0~10000mm鋼縱波
工作頻率: 0.2MHz~20MHz
垂直線性誤差: ≤2.5%
水平線性誤差: ≤0.1%
靈敏度餘量: >68dB(深200mmΦ2平底孔)
分 辨 力: >42dB(5N14)
動態范圍: ≥36dB
雜訊電平: <6%
硬采樣頻率: 150MHz,倍頻最大為4,最大運行速度 600MHZ,波形高度保真
重復發射頻率: 100~1000HZ
聲速范圍: 0~20000(m/s)
工作方式: 單晶探傷、雙晶探傷、穿透探傷,
數字抑制: (0~80)%,不影響線性與增益
工作時間: 連續工作7小時以上(鋰電池)
環境溫度: (-20~70)℃(參考值)
相對濕度: (20~95)% RH
折疊編輯本段技術資料
核心組成部分
主要技術指標說明
1.靈敏度
超聲波探傷中靈敏度一般是指整個探傷系統(儀器和探頭)發現最小缺陷的能力。發現缺陷愈小,靈敏度就愈高。
儀器的探頭的靈敏度常用靈敏度餘量來衡量。靈敏度餘量是指儀器最大輸出時(增益、發射強度最大,衰減和抑制為0),使規定反射體回波達基準高所需衰減的衰減總量。靈敏度餘量大,說明儀器與探頭的靈敏度高。靈敏度餘量與儀器和探頭的綜合性能有關,因此又叫儀器與探頭的綜合靈敏度。
1.盲區與始脈沖寬度
盲區是指從探測面到能夠發現缺陷的最小距離。盲區內的缺陷一概不能發現。
始脈沖寬度是指在一定的靈敏度下,屏幕上高度超過垂直幅度20%時的始脈沖延續長度。始脈沖寬度與靈敏度有關,靈敏度高,始脈沖寬度大。
1.分辨力
儀器與探頭的分辨力是指在屏幕上區分相鄰兩缺陷的能力。能區分的相鄰兩缺陷的距離愈小,分辨力就愈高。
1.信噪比
信噪比是指屏幕上有用的最小缺陷信號幅度與無用的雜訊雜波幅度之比。信噪比高,雜波少,對探傷有利。信噪比太低,容易引起漏檢或誤判,嚴重時甚至無法進行探傷。
折疊編輯本段采購事項
目前市場上有一些數字超聲波探傷儀不符合國家的相關標准。2005年國家頒布最新標准《JB/T10061-1999:A型脈沖反射式超聲波探傷儀通用技術條件》。在這部新標准啟用的同時,還頒布了《JJG746-2004超聲波探傷儀檢定規程》。國家首次對數字超聲波探傷儀的檢定規程作了詳細解釋。
由於超聲波探傷儀是一種十分專業的儀器,不是專業人員,根本無法了解這種儀器,所以很多造假者鑽了漏洞。國內一些廠家利用數字超聲波探傷可以作假的特點,大肆生產不合格產品。
如果您不具備專業檢測工具,以下簡單檢測方法可以幫您鑒別真偽:
1、在不連接探頭的狀態下,將增益調到最大,屏幕上的波形不能超過屏幕的10%,如果超過,此儀器不合格。
2、看垂直線性是否合格、方法
3、還有一些指標需要專用試塊。建議新儀器送到省級計量測試所去鑒定,以免上當。
4、價格極低。
⑼ 超聲探傷時,所為的始脈沖寬度,是怎麼產生的
你很好學
一般人只是問始脈沖寬度是什麼?而你卻問始脈沖寬度是怎麼產生的?
脈沖寬度用來表示采樣信號或者晶閘管等元件的觸發信號就是高電平持續的時間。在探傷上可以理解為脈沖阻塞時間占寬。
因為我們現在使用的大都是脈沖波探傷儀所以組合性能中有一項就是對脈沖寬度的要求。
對與脈沖寬度的定義想必你很清楚了我就不贅述了。