專利名稱：帶溫度和濕度補(bǔ)償?shù)某暡y(cè)距裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種超聲波測(cè)距裝置，具體說(shuō)是一種帶有溫度和濕度補(bǔ)償?shù)某?波測(cè)距裝置。
背景技術(shù)：
超聲波測(cè)距裝置廣泛應(yīng)用在物位(液位)監(jiān)測(cè)，機(jī)器人防撞，各種超聲波接近開(kāi) 關(guān)，以及防盜報(bào)警等相關(guān)領(lǐng)域，具有工作可靠、安裝方便、靈敏度高等許多優(yōu)點(diǎn)。超聲波測(cè)距 裝置的基本原理是超聲波測(cè)距裝置發(fā)射超聲波，并接收遇到被測(cè)物體的反射回波，然后根 據(jù)從發(fā)射超聲波到接收到回波的時(shí)間和已知空氣中的聲速(標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下，干燥空氣中的聲 速為331. 5米/秒)確定超聲波換能器到被測(cè)物體的距離。這種超聲波測(cè)距裝置在溫度和 相對(duì)濕度變化不大的環(huán)境下是比較精確的，但由于空氣中的聲速受環(huán)境溫度、濕度的影響 較大，因此超聲波測(cè)距裝置在溫度和濕度變化較大的環(huán)境時(shí)，會(huì)產(chǎn)生較大的測(cè)量誤差，影響 測(cè)量精度。
發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型的目的是提供一種帶溫度和濕度補(bǔ)償?shù)某暡y(cè)距裝置，以彌補(bǔ)現(xiàn)有 技術(shù)的不足。本實(shí)用新型的技術(shù)構(gòu)思在主要包括微處理器模塊，功放電路與超聲波換能器組 成的已有超聲波測(cè)距裝置的基礎(chǔ)上，考慮到空氣中聲速受環(huán)境溫度和濕度的影響，首先利 用已有的一線式數(shù)字溫度傳感器構(gòu)成的溫度測(cè)量模塊檢測(cè)環(huán)境溫度，和脈沖輸出的濕度測(cè) 量模塊檢測(cè)相對(duì)濕度，然后根據(jù)空氣中聲速與溫度和相對(duì)濕度的已知關(guān)系對(duì)聲速進(jìn)行補(bǔ)償 得到實(shí)際聲速，并根據(jù)補(bǔ)償過(guò)的聲速計(jì)算被測(cè)距離。本實(shí)用新型包括由超聲波換能器、功放電路和微處理器模塊組成的超聲波測(cè)距裝 置，其特征是還包括在微處理器模塊上分別連接的一個(gè)溫度測(cè)量模塊和一個(gè)濕度測(cè)量模 塊，且在微處理器模塊中固化有根據(jù)溫度和濕度變化進(jìn)行聲速補(bǔ)償?shù)某绦?。本?shí)用新型不僅提高了原有超聲波測(cè)距裝置的測(cè)距精度，而且省去了通常溫度、 濕度采集需要的模數(shù)轉(zhuǎn)換電路，具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、成本低廉等優(yōu)點(diǎn)。

圖1是本實(shí)用新型的總體結(jié)構(gòu)示意圖。圖2是本實(shí)用新型的程序流程示意圖。其中，1微處理器模塊，2溫度測(cè)量模塊，3濕度測(cè)量模塊，4輸入輸出端口，5計(jì)數(shù)器 輸入端口，6功放電路，7超聲波換能器。
具體實(shí)施方式
如圖1所示，本實(shí)用新型包括連接在微處理器模塊1上的功放電路6和與功放電
3路6連接的超聲波換能器7，其特征是還包括在微處理器模塊1的輸入輸出端口 4上連接有 溫度測(cè)量模塊2，和在微處理器模塊1的計(jì)數(shù)器輸入端口 5上連接有濕度測(cè)量模塊3，且在 微處理器模塊1中固化有根據(jù)溫度和濕度變化進(jìn)行聲速補(bǔ)償?shù)某绦?。上述溫度測(cè)量模塊2為DALLAS公司生產(chǎn)的一線式數(shù)字溫度傳感器DS18B20，微處 理器模塊1通過(guò)一個(gè)輸入輸出端口 4采集溫度測(cè)量模塊2輸出的溫度數(shù)據(jù)。上述濕度測(cè)量模塊3以濕敏電容器HS1101和TLC555為主要元件構(gòu)成，它輸出頻 率與濕度成比例的脈沖信號(hào)，并與微處理器模塊1的計(jì)數(shù)器輸入端口 5連接。微處理器模 塊1通過(guò)測(cè)量濕度測(cè)量模塊3輸出脈沖信號(hào)的頻率來(lái)計(jì)算濕度。以單片機(jī)AT89S52為主要元件的微處理器模塊1，微處理器模塊1根據(jù)空氣中聲速 與環(huán)境溫度、濕度的關(guān)系計(jì)算在現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境下的實(shí)際聲速，完成補(bǔ)償。圖2是固化在微處理器模塊1中的本實(shí)用新型的程序流程圖。其流程如下首先 測(cè)量計(jì)數(shù)器輸入端口 5輸入的脈沖信號(hào)頻率，即對(duì)濕度測(cè)量模塊3輸出的脈沖信號(hào)在一定 時(shí)間內(nèi)計(jì)數(shù)；再根據(jù)濕度測(cè)量模塊輸出信號(hào)的頻率與相對(duì)濕度的已有計(jì)算公式得到相對(duì)濕 度；微處理器模塊1根據(jù)線式數(shù)字溫度傳感器DS18B20的通信協(xié)議采集溫度測(cè)量模塊2輸 出的溫度數(shù)據(jù)；進(jìn)而根據(jù)已有的水蒸氣的飽和蒸汽壓表得到采集溫度值對(duì)應(yīng)的飽和蒸汽 壓；用上述水蒸氣的飽和蒸汽壓與采集相對(duì)濕度相乘得到空氣中水蒸氣的分壓強(qiáng)；最后根 據(jù)采集溫度、相對(duì)濕度、上述空氣中水蒸氣的分壓強(qiáng)和聲速的已有關(guān)系計(jì)算當(dāng)前溫度、相對(duì) 濕度下的聲速值，完成補(bǔ)償。
權(quán)利要求一種帶有溫度和濕度補(bǔ)償?shù)某暡y(cè)距裝置，包括連接在微處理器模塊(1)上的功放電路(6)和與功放電路(6)連接的超聲波換能器(7)，其特征是還包括在微處理器模塊(1)的輸入輸出端口(4)上連接有溫度測(cè)量模塊(2)，和在微處理器模塊(1)的計(jì)數(shù)器輸入端口(5)上連接有濕度測(cè)量模塊(3)，且在微處理器模塊(1)中固化有根據(jù)溫度和濕度變化進(jìn)行聲速補(bǔ)償?shù)某绦颉?br> 2.如權(quán)利要求1所述的帶有溫度和濕度補(bǔ)償?shù)某暡y(cè)距裝置，其特征在于上述溫度 測(cè)量模塊(2)是型號(hào)為DS18B20的一線式數(shù)字溫度傳感器。
專利摘要本實(shí)用新型涉及一種帶有溫度和濕度補(bǔ)償?shù)某暡y(cè)距裝置。包括由超聲波換能器、功放電路和微處理器模塊組成的超聲波測(cè)距裝置，其特征是還包括在微處理器模塊上分別連接的一個(gè)溫度測(cè)量模塊和一個(gè)濕度測(cè)量模塊，且在微處理器模塊中固化有根據(jù)溫度和濕度變化進(jìn)行聲速補(bǔ)償?shù)某绦颉１緦?shí)用新型不僅提高了原有超聲波測(cè)距裝置的測(cè)距精度，而且省去了通常溫度、濕度采集需要的模數(shù)轉(zhuǎn)換電路，具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、成本低廉等優(yōu)點(diǎn)。
文檔編號(hào)G01S7/521GK201583657SQ20092029049
公開(kāi)日2010年9月15日 申請(qǐng)日期2009年12月20日 優(yōu)先權(quán)日2009年12月20日
發(fā)明者付明陽(yáng), 劉敏, 初士博, 周揚(yáng), 惠力, 朱洪海, 楊書(shū)凱, 楊俊賢, 楊立, 楊英, 魯成杰 申請(qǐng)人:山東省科學(xué)院海洋儀器儀表研究所