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系统采用的超声波传感器的工作频率为40khz左右。由发射传感器发出超声波脉冲,传到液面经反射后返回接收传感器,测出超声波脉冲从发射到接收到所需的时间,根据媒质中的声速,就能得到从传感器到液面之间的距离,从而确定液面。考虑到环境温度对超声波传播速度的影响,通过温度补偿的方法对传播速度予以校正,以提高测量精度。计算公式为:
v=331.5+0.607t (1)
式中:v为超声波在空气中传播速度;t为环境温度。
s=v ×t/2=v×(t1-t0)/2 (2)
式中:s为被测距离;t为发射超声脉冲与接收其回波的时间差;t1为超声回波接收时刻;t0为超声脉冲发射时刻。利用mcu的捕获功能可以很方便地测量t0时刻和t1时刻,根据以上公式,用软件编程即可得到被测距离s。由于本系统的mcu选用了具有soc特点的混合信号处理器,其内部集成了温度传感器,因此可利用软件很方便的实现对传感器的温度补偿。












其中可能会出现几种误差:
当被测物体与传感器成一定角度的时候,所探测的距离和实际距离有个三角误差。
这个问题和高中物理中所学的光的反射是一样的。在特定的角度下,发出的声波被光滑的物体镜面反射出去,因此无法产生回波,压电陶瓷条工厂,也就无法产生距离读数。这时超声波传感器会忽视这个物体的存在。
这种现象在探测墙角或者类似结构的物体时比较常见。声波经过多次反弹才被传感器接收到,因此实际的探测值并不是真实的距离值。
这些问题可以通过使用多个按照一定角度排列的超声波圈来解决。通过探测多个超声波的返回值,用来筛选出正确的读数。

超声波作用于物体后,能使物体产生振动,振动幅度及强度取决于超声波的频率、发声源的功率,这两项指标在现代电声学方面均能控制。故超声波在现代工业中得到了广泛的应用。尤其在超声波清洗方面,应用广泛。
在超声波清洗中,超声频率及强度的变化决定了对被清洗物体基体的冲击强度。频率越高,对基体的表面清洗强度越高。频率越低,对基体的---冲击越大。


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