專利名稱：一種增大超聲波測距范圍的方法及裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種利用超聲波測量距離的方法及裝置。
背景技術(shù)：
利用超聲波測距是一種常用的非接觸式測距方法。目前，超聲測距方法主要分為兩類第一類方法采用收發(fā)一體的反射測量方法，使用單個(gè)超聲頭向被測方向發(fā)出超聲波，再由同一超聲頭或同一裝置上的另一超聲頭進(jìn)行信號(hào)接收，完成距離的測量；使用這種方法測距，其測量距離有限，一般不超過20米，使用范圍受到一定的限制。第二類超聲波測距方法為采用分體式的裝置，分為主機(jī)和標(biāo)靶兩部分，測量前在被測位置放置好標(biāo)靶，由主機(jī)借助于輔助裝置(如紅外線收發(fā)裝置)控制標(biāo)靶發(fā)出超聲波，再由主機(jī)接收完成距離的測量。使用這種方法測距，雖然可明顯增加測量距離，但是需要制做兩臺(tái)機(jī)器，一臺(tái)用于發(fā)射，另一臺(tái)用于接收處理，同時(shí)還必須要借助于其它輔助裝置以確保收發(fā)同步，制作成本較高，操作也極為不便。

發(fā)明內(nèi)容
為克服現(xiàn)有技術(shù)的不足之處，本發(fā)明提供一種增大超聲波測距范圍的方法，其采用兩路或兩路以上的超聲波，同時(shí)測量兩個(gè)或兩個(gè)以上方向的距離，特別是可直接測量出兩個(gè)相向方向的距離之和，使一次測量距離值達(dá)30米以上，在不改變超聲波收發(fā)頭性能的情況下，增大了超聲波測距的范圍。
本發(fā)明還提供一種實(shí)施上述方法的超聲波測距裝置，該裝置采用兩路或兩路以上的超聲波收發(fā)頭、結(jié)構(gòu)合理，易于制造，成本低，測距范圍大，操作方便，并且可以通過動(dòng)態(tài)測量，方便地找出兩個(gè)被測對象的中點(diǎn)位置。
本發(fā)明決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是一種增大超聲波測距范圍的方法，包括發(fā)射超聲波，接收回波信號(hào)，回波信號(hào)經(jīng)微處理器處理后，顯示距離值；其特征是發(fā)射的超聲波為按時(shí)序發(fā)出的兩路或兩路以上的超聲波，其中兩路超聲波為相向方向設(shè)定；微處理器在設(shè)定的時(shí)間內(nèi)依次對各路回波信號(hào)進(jìn)行處理，顯示距離值，并顯示相向方向上的兩距離值之和。
一種實(shí)施上述方法的超聲波測距裝置，包括超聲波收發(fā)頭、超聲波收發(fā)電路、顯示器、顯示電路、功能操作鍵、電源和微處理器；超聲波收發(fā)頭經(jīng)超聲波收發(fā)電路與微處理器相連，顯示器經(jīng)顯示電路與微處理器相連，功能操作鍵和電源與微處理器相連；其特征在于超聲波收發(fā)頭為兩路或兩路以上，其中兩路超聲波收發(fā)頭呈相向設(shè)置。
本說明所述的超聲波測距裝置，還包括數(shù)量與超聲波收發(fā)頭數(shù)量相同的激光發(fā)射器，各激光發(fā)射器經(jīng)各自的激光指示定位電路后與微處理器相連，以便于對各路超聲波測量進(jìn)行指示定位。
本說明所述的超聲波測距裝置，還包括與微處理器相連的溫度補(bǔ)償電路，由微處理器通過溫度補(bǔ)償電路感知環(huán)境溫度，從而按不同的聲波傳波速度使計(jì)算出的距離得到相應(yīng)的補(bǔ)償。
本說明所述的超聲波測距裝置，還包括蜂鳴器，該蜂鳴器經(jīng)蜂鳴信號(hào)處理電路與微處理器相連。這樣，在進(jìn)行測距時(shí)，微處理器送出距提示信號(hào)、由蜂鳴器鳴示。
本實(shí)用新型的有益效果是采用兩路或兩路以上的超聲波，同時(shí)測量兩個(gè)或兩個(gè)以上方向的距離值，特別是可直接測量出兩個(gè)相向方向的距離之和，使一次測量距離值達(dá)30米以上，在不改變超聲波收發(fā)頭性能的情況下，增大了超聲波測距的范圍。其裝置結(jié)構(gòu)合理，易于制造，成本低，測距范圍大，操作方便，并且可以通過動(dòng)態(tài)測量，方便地找出兩個(gè)被測對象的中點(diǎn)位置。


圖1為本發(fā)明實(shí)施例1的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為本發(fā)明實(shí)施例2的結(jié)構(gòu)示意圖；圖3為本發(fā)明微處理器主程序的工作流程示意圖；圖4為本發(fā)明微處理器測距功能子程序流程示意圖。
具體實(shí)施例方式
下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對本發(fā)明作進(jìn)一步詳述。
實(shí)施例1，如圖1所示超聲波測距裝置，包括超聲波收發(fā)頭、超聲波收發(fā)電路、激光發(fā)射器、激光指示定位電路、溫度補(bǔ)償電路、蜂鳴器、蜂鳴信號(hào)處理電路、顯示器、顯示電路、功能操作鍵、電源和微處理器；兩路呈相向設(shè)置的超聲波收發(fā)頭經(jīng)超聲波收發(fā)電路與微處理器相連；兩個(gè)激光發(fā)射器經(jīng)各自的激光指示定位電路相連后與微處理器相連，以便于對各路超聲波的測量進(jìn)行指示定位；溫度補(bǔ)償電路與微處理器相連，由微處理器通過溫度補(bǔ)償電路感知環(huán)境溫度，從而按不同的聲波傳波速度使計(jì)算出的距離得到相應(yīng)的補(bǔ)償；蜂鳴器經(jīng)蜂鳴信號(hào)處理電路與微處理器相連，這樣進(jìn)行測距時(shí)，微處理器送出各類提示信號(hào)、由蜂鳴器鳴示。顯示器經(jīng)顯示電路與微處理器相連，功能操作鍵與微處理器相連，電源經(jīng)開關(guān)、電源穩(wěn)壓電路后與微處理器相連。
本裝置可以有兩種測距模式，一種是只使用其中一路超聲波收發(fā)頭，進(jìn)行單向測距；另一種是使用兩路超聲波收發(fā)頭，進(jìn)行雙向測距。功能操作鍵設(shè)有用于切換這兩種測距模式的檔位，并通過微處理器實(shí)現(xiàn)。
實(shí)施例2，如圖2所示包括三路超聲波收發(fā)頭和三個(gè)激光發(fā)射器，三路超聲波收發(fā)頭經(jīng)超聲波收發(fā)電路與微處理器相連；其中兩路超聲波收發(fā)頭呈相向設(shè)置。三個(gè)激光發(fā)射器經(jīng)各自的激光指示定位電路相連后與微處理器相連，以便于對各路超聲波測量進(jìn)行指示定位。其它同實(shí)施例1。
本裝置可以有三種測距模式，除具備實(shí)施例1的單、雙向測距外，還可進(jìn)行三個(gè)方向同時(shí)測距。功能操作鍵設(shè)有用于切換各種測距模式的檔位，并通過微處理器實(shí)現(xiàn)。
本發(fā)明的信號(hào)處理以微處理器作為控制主體，由它發(fā)出各種控制信號(hào)，同時(shí)對各路輸入的信號(hào)進(jìn)行識(shí)別處理，如圖3所示，微處理器的控制部分為主程序、測距功能子程序以及其他功能子程序。主程序處于鍵控循環(huán)工作方式，根據(jù)功能鍵的輸入，確定主程序調(diào)用測距功能還是其他功能。各功能子程序的執(zhí)行結(jié)果最終在顯示屏上直觀地顯示出來。測距功能子程序完成各組超聲波的輪流發(fā)射接收，完成時(shí)間值的讀取、距離計(jì)算、顯示及綜合數(shù)據(jù)的處理與顯示輸出等工作。如圖4所示，當(dāng)程序進(jìn)入測距功能子程序，微處理器先控制第一路超聲波的發(fā)出，并由微處理器的計(jì)時(shí)器進(jìn)行計(jì)時(shí)，當(dāng)在規(guī)定時(shí)間內(nèi)收到回波時(shí)停止計(jì)時(shí)器，并計(jì)算出距離、顯示出結(jié)果，如果超時(shí)未收到回波則進(jìn)行超時(shí)處理并顯示處理結(jié)果。第一路測量完畢，發(fā)第二路超聲波，這樣依次測量完各路，最后進(jìn)行測量數(shù)據(jù)的綜合處理，如相反兩個(gè)方向的距離和、中心位置確定以及面積體積的一次性計(jì)算等。
權(quán)利要求
1.一種增大超聲波測距范圍的方法，包括發(fā)射超聲波，接收回波信號(hào)，回波信號(hào)經(jīng)微處理器處理后，顯示距離值；其特征是發(fā)射的超聲波為按時(shí)序發(fā)出的兩路或兩路以上的超聲波，其中兩路超聲波為相向方向設(shè)定；微處理器在設(shè)定的時(shí)間內(nèi)依次對各路回波信號(hào)進(jìn)行處理，顯示距離值，并顯示相向方向上的兩距離值之和。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法的超聲波測距裝置，包括超聲波收發(fā)頭、超聲波收發(fā)電路、顯示器、顯示電路、功能操作鍵、電源和微處理器；超聲波收發(fā)頭經(jīng)超聲波收發(fā)電路與微處理器相連，顯示器經(jīng)顯示電路與微處理器相連，功能操作鍵和電源與微處理器相連；其特征在于超聲波收發(fā)頭為兩路或兩路以上，其中兩路超聲波收發(fā)頭呈相向設(shè)置。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的超聲波測距裝置，其特征在于還包括數(shù)量與超聲波收發(fā)頭數(shù)量相同的激光發(fā)射器，各激光發(fā)射器經(jīng)各自的激光指示定位電路后與微處理器相連，以便于對各路超聲波測量進(jìn)行指示定位。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的超聲波測距裝置，其特征在于還包括與微處理器相連的溫度補(bǔ)償電路，由微處理器通過溫度補(bǔ)償電路感知環(huán)境溫度，從而按不同的聲波傳波速度使計(jì)算出的距離得到相應(yīng)的補(bǔ)償。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的超聲波測距裝置，其特征在于還包括蜂鳴器，該蜂鳴器經(jīng)蜂鳴信號(hào)處理電路與微處理器相連。這樣，在進(jìn)行測距時(shí)，微處理器送出距提示信號(hào)、由蜂鳴器鳴示。
全文摘要
本發(fā)明提供一種增大超聲波測距范圍的方法及裝置。采用兩路或兩路以上的超聲波，通過相關(guān)的路和微處理器，同時(shí)測量兩個(gè)或兩個(gè)以上方向的距離值，特別是可直接測量出兩個(gè)相向方向的距離之和，使一次測量距離值達(dá)30米以上，在不改變超聲波收發(fā)頭性能的情況下，增大了超聲波測距的范圍。其裝置結(jié)構(gòu)合理，易于制造，成本低，測距范圍大，操作方便，并且可以通過動(dòng)態(tài)測量，方便地找出兩個(gè)被測對象的中點(diǎn)位置。
文檔編號(hào)G01S5/08GK101029927SQ20071001931
公開日2007年9月5日 申請日期2007年1月15日 優(yōu)先權(quán)日2007年1月15日
發(fā)明者陳愛文 申請人:鹽城市科成光電科技有限公司