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分体式的超声波换能器盲区是由什么导致的呢?

  • 供稿:力语超声
  • 作者:编辑小张
  • 发布时间:2021-08-07 10:00:00
  • 浏览量:433

 1、超声波换能器的余震。即使是分体式的,发射头工作完后还会继续震一会,这是物理效应,也就是余震。这个余震信号也会向外传播。如果你的设计是发射完毕后立刻切换为接收状态(无盲区),那么这个余震波会通过壳体和周围的空气,直接到达接收头、干扰了检测(注:通常的测距设计里,发射头和接收头的距离很近,在这么短的距离里超声波的检测角度是很大的,可达180度)。

       

2、壳体的余震。就像敲钟一样,能量仍来自发射头。发射结束后,壳体的余震会直接传导到接收头,当然这个时间很短,但已形成了干扰。另外,在不同的环境温度下,壳体的硬度和外形会有所变化,其余震有时长、有时短、有时干扰大、有时干扰小,这是设计工业级产品时必须要考虑的问题。

       

M78×2防腐和非防腐探头并排拍摄20180406 (2).jpg


3、电路串扰。超声波发射时的瞬间电流很大,例如某种工业级连续测距产品瞬间电流会有15A,通常的产品也能达到1A,瞬间这么大的电流会对电源有一定影响,并干扰接收电路。通过改善电源设计可以缓解这种情况,但在低成本设计中很难根除。所以每次发射完毕,接收电路还需要一段时间稳定工作状态。在此期间,其输出的信号很难使用。

      

上面这三种情况情况在每次超声波发射时都会出现,形成了检测盲区。通常,大多数用户对这1%~5%的超近距离并不关心,所以在产品里把这一段干扰用程序或电路,人为的设定为“静音”状态,也是最简单有效的解决办法,这就是“盲区”的由来。如果您对盲区很敏感,也有办法可以将盲区缩短到几乎可以忽略的地步,但需要使用一种全新的技术。

 

因为超声波在发射的时候,是一个高压脉冲,并且脉冲结束后,超声波换能器会有一个比较长时间的余震,这些信号根据不同的换能器时间会有不同,从几百个uS到几个mS都有可能,因此在这个时间段内,声波的回波信号是没有办法跟发射信号区分的。因此,被测物体在这个范围内,回波和发射波区分不开,也就没有办法测距,也就形成了一个大家说的盲区。

       

车间二楼探头组 (33).jpg


对于分体式的超声波换能器(发送和接收各一个换能器)同样存在上述问题。因为发射超声波的换能器一旦激发,形成一串波余波的这段时间里,你是无法从接收超声波换能器所接受的信号中分清第几个余波的反射信号,同样无法测距,,还是存在盲区。


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一般来说,分体式的机子也是收发一体的,所谓分体式只是探头和主机分离。导致盲区的原因是一样的。如果发射探头和接收探头分开,收发不互相影响,那要求发射电路和接收电路的地线隔离很好,发射信号不会通过地线串扰过去,否则也是不能减小盲区的。

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本文关键字:超声波换能器盲区

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