一种超声波测速装置及其测速方法

本发明涉及超声波测速，具体为一种超声波测速装置及其测速方法。

背景技术：

1、超声波是一种波长极短的机械波，在空气中波长一般短于2cm(厘米)。它必须依靠介质进行传播，无法存在于真空(如太空)中。它在水中传播距离比空气中远，但因其波长短，在空气中则极易损耗，容易散射，不如可听声和次声波传得远，不过波长短更易于获得各向异性的声能，可用于清洗、碎石、杀菌消毒等。在医学、工业上有很多的应用。

2、其中，超声波测速适合作流动物质中含有较多杂质的流体的流速测量，超声多普勒法只是其中一种，还有频差法和时差法等等。

3、超声波测速需要使用的设备较为复杂且精密，若单个部件损坏维修较为苦难，维修成本大大增加，为此，提出一种超声波测速装置及其测速方法。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种超声波测速装置及其测速方法，以解决上述背景技术中提出的问题。

2、为了解决上述技术问题，本发明提供如下技术方案：一种超声波测速装置及其测速方法，包括超声波发射端与超声波接收端，所述超声波发生端分别电连接有函数信号发生器与采集卡，所述采集卡电连接有主控装置，所述主控装置与所述接收端电连接，其中，所述主控装置包括稳压直流电源与运放电路。

3、根据上述技术方案，所述超声波发射端与所述超声波接收端通过连接架固定，所述连接架包括主体，所述主体呈立方体结构，所述主体的端面贯穿设有通槽，所述通槽的内部对称设有夹板，所述超声波发射端以及所述超声波接收端分别通过夹板固定连接在所述通槽的内部，所述主体的数量为两个，且两个主体相固定连接。

4、根据上述技术方案，所述主体的两侧侧壁分别贯穿设有通孔，所述通孔远离主体轴心的一端内周面设有环形槽，所述环形槽的内表面分别转动设有转动套管，所述通孔的内表面活动设有活动杆，所述夹板固定连接在所述活动杆靠近主体轴心的一端，所述活动杆的外周面设有外螺纹，所述转动套管的内周面设有与活动杆螺接的内螺纹，所述主体的外表面设有环形旋转槽，所述环形旋转槽与所述环形槽连通，所述环形旋转槽的内表面分别转动设有转动环，所述转动环的一端设有冠齿牙，所述转动套管的外周面设有外齿牙，所述转动套管与所述转动环啮合。

5、根据上述技术方案，所述活动杆包括活动套管，所述活动套管与所述转动套管相螺接，所述活动套管的内周面设有环形限位槽，所述活动套管的内表面活动设有横杆，所述横杆的外周面对应环形限位槽处固定连接有环形限位块，所述环形限位槽与对应的环形限位块之间设有弹簧。

6、根据上述技术方案，所述活动套管的外周面设有滑槽，所述通孔的内周面对应滑槽处固定连接有滑块。

7、根据上述技术方案，所述转动环的外周面设有环形齿，所述主体的内部设有与两个环形旋转槽连通的腔体，所述腔体的内部转动设有齿轮，所述齿轮分别与所述环形齿相啮合。

8、根据上述技术方案，所述转动环远离对应冠齿牙的一端分别固定连接有旋转环，所述旋转环的内部设置有环形腔体，所述环形腔体的内侧壁贯穿设有多个喷水口，所述旋转环的外侧壁贯穿设有连接口。

9、根据上述技术方案，超声波测速方法包括以下步骤：

10、步骤一

11、将超声波发射端与超声波接收端分别通过主体固定，并将超声波发生端、超声波接收端、函数信号发生器、采集卡以及主控装置连接；

12、步骤二

13、通过函数信号发生器控制超声波发射端发出超声波，超声波遇到被测速物体后发射，通过超声波接收端接收反射波，通过主控装置测算出装置距离被测速物体之间的距离；

14、步骤三

15、通过函数信号发生器控制超声波发射端再次发出超声波，超声波遇到被测速物体后发射，通过超声波接收端接收反射波，通过主控装置测算出装置距离被测速物体之间的距离；

16、步骤四

17、两侧测算出的距离差即为物体在两侧超声波时间差内移动的距离，由此计算出被测速物体速度。

18、与现有技术相比，本发明所达到的有益效果是：本发明，通过设置有超声波发射端以及超声波接收端，其中超声波发射端与函数信号发生器以及采集卡电连接，采集卡与主控装置连接，并将主控装置与超声波接收端电连接，通过超声波发射端以及超声波接收端发出超声波并接收反射波，进行测速，超声波发射端以及超声波接收端采用模块化设置，一端损坏便于更换，维修成本小，设备操作简单，易于使用。

技术特征：

1.一种超声波测速装置及其测速方法，包括超声波发射端(1)与超声波接收端(2)，其特征在于：所述超声波发生端(1)分别电连接有函数信号发生器(3)与采集卡(4)，所述采集卡(4)电连接有主控装置，所述主控装置与所述接收端(2)电连接，其中，所述主控装置包括稳压直流电源与运放电路。

2.根据权利要求1所述的一种超声波测速装置及其测速方法，其特征在于：所述超声波发射端(1)与所述超声波接收端(2)通过连接架固定，所述连接架包括主体(5)，所述主体(5)呈立方体结构，所述主体(5)的端面贯穿设有通槽(6)，所述通槽(6)的内部对称设有夹板(7)，所述超声波发射端(1)以及所述超声波接收端(2)分别通过夹板(7)固定连接在所述通槽(6)的内部，所述主体(5)的数量为两个，且两个主体(5)相固定连接。

3.根据权利要求2所述的一种超声波测速装置及其测速方法，其特征在于：所述主体(5)的两侧侧壁分别贯穿设有通孔(25)，所述通孔(25)远离主体(5)轴心的一端内周面设有环形槽(8)，所述环形槽(8)的内表面分别转动设有转动套管(9)，所述通孔(25)的内表面活动设有活动杆，所述夹板(7)固定连接在所述活动杆靠近主体(5)轴心的一端，所述活动杆的外周面设有外螺纹，所述转动套管(9)的内周面设有与活动杆螺接的内螺纹，所述主体(5)的外表面设有环形旋转槽(10)，所述环形旋转槽(10)与所述环形槽(8)连通，所述环形旋转槽(10)的内表面分别转动设有转动环(11)，所述转动环(11)的一端设有冠齿牙，所述转动套管(9)的外周面设有外齿牙，所述转动套管(9)与所述转动环(11)啮合。

4.根据权利要求3所述的一种超声波测速装置及其测速方法，其特征在于：所述活动杆包括活动套管(12)，所述活动套管(12)与所述转动套管(9)相螺接，所述活动套管(12)的内周面设有环形限位槽(13)，所述活动套管(12)的内表面活动设有横杆(14)，所述横杆(14)的外周面对应环形限位槽(13)处固定连接有环形限位块(15)，所述环形限位槽(13)与对应的环形限位块(15)之间设有弹簧。

5.根据权利要求4所述的一种超声波测速装置及其测速方法，其特征在于：所述活动套管(12)的外周面设有滑槽(16)，所述通孔(25)的内周面对应滑槽(16)处固定连接有滑块(17)。

6.根据权利要求5所述的一种超声波测速装置及其测速方法，其特征在于：所述转动环(11)的外周面设有环形齿(18)，所述主体(5)的内部设有与两个环形旋转槽(10)连通的腔体(19)，所述腔体(19)的内部转动设有齿轮(20)，所述齿轮(20)分别与所述环形齿(18)相啮合。

7.根据权利要求6所述的一种超声波测速装置及其测速方法，其特征在于：所述转动环(11)远离对应冠齿牙的一端分别固定连接有旋转环(21)，所述旋转环(21)的内部设置有环形腔体(22)，所述环形腔体(22)的内侧壁贯穿设有多个喷水口(23)，所述旋转环(21)的外侧壁贯穿设有连接口(24)。

8.根据权利要求7所述的一种超声波测速装置及其测速方法，其特征在于：超声波测速方法包括以下步骤：

技术总结
本发明公开了一种超声波测速装置及其测速方法，包括超声波发射端与超声波接收端，所述超声波发生端分别电连接有函数信号发生器与采集卡，所述采集卡电连接有主控装置，所述主控装置与所述接收端电连接，其中，所述主控装置包括稳压直流电源与运放电路，本发明通过设置有超声波发射端以及超声波接收端，其中超声波发射端与函数信号发生器以及采集卡电连接，采集卡与主控装置连接，并将主控装置与超声波接收端电连接，通过超声波发射端以及超声波接收端发出超声波并接收反射波，进行测速，超声波发射端以及超声波接收端采用模块化设置，一端损坏便于更换，维修成本小，设备操作简单，易于使用。

技术研发人员：付仕明,刘芬
受保护的技术使用者：重庆第二师范学院
技术研发日：
技术公布日：2024/1/13