《现代电子技术》2006年第20期摘录:2006年第20期总第235△
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正文摘录:
2006年第20期总第235△叫,C”一i‘丽C醇、ZCoS口其中:‰为入射波角频率;△蛆为散射回波角频移;u为皮带速度;C为波速;臼为波束与皮带夹角。所以,只要能够测出皮带散射回波频移,即叮求出皮带速度。测速换能器采用收发一体型,首先向运动的皮带上发射一束超声波,通过测出其散射回波的多普勒频移来计算皮带速度。多普勒测速示意图如图l所示。应坩图1多普勒测速示意图多普勒测速部分电路框图如图2所示图2多昔勒测速部分电路框图电路中,前置放大器和带通放大器保证了检测电路的低噪声,抗于扰能力。由于超声波在空气中传播时声强以指数规律衰减,且测速回波为散射波,回波强度动态范围很宽.所以自动增益对数放大器、延时积分放大器提供了非线性宽动态范围(一30~60(1B)以及距离补偿功能.进一步提高了信噪比。电路中自动增益对数放大器接收到的连续敞射波可用下式表示:r9,,,“(})一u。sin“一u。sinl(1+≯cos∥)(U..zIJL—J皮带速度检测电路可测量出此电压的周期.得到其频率.从而计算出皮带的速俊。2.2皮带输料量的计算皮带输料量的计算足应用超声测距原删,趟声测距足一种=作接触式的检测方式,他不受光线、被测对象颜色等因素的影响,对于被测物处于黑暗、有灰尘、烟雾、电磁干扰等恶劣环境有一定的适应能力。换能器向传送带』-发射~串超声波信号,趟声波遇到传送带的物料发射反射波(回波),接收电路接收到网波,并计算从发射到接收到同波的时间问隔,由于超卢波在空气中的传播速度已知,只要测量出此时间间隔,就可计算险篡盛电堕璺出超声波发射换能器到物料的距离,继而可得到传送带上物料瞬时厚度,根据计算给出瞬时和累计输料量。为_『获得较高的数据量,采用8个换能器组成的传感器阵列配合8路与各个换能器相适应的测距电路来进行测量。每一个换能器同时具有发射和接收超声波信号的功能。每一路接受电路都能有效地接收本路换能器所发出信号的反射回波。这8路(通道)中,有7路用于测量传送带上物料的厚度,如图3所示。第8路用于超声速度补偿。图3测距超声换能器阵列示意图工业生产中的动态计量没备的工作环境比实验室环境差很多,环境温度、湿度、大气压力都在变化,这些变化因素必然引起超声波波速变化、也会使电路参数发生变化,进而会影响测量精度和设备的稳定性。如在窄温下温度每变化1℃,波速会变化O.6ntjs。所以第8路换能器及测距电路就是为综合补偿环境温度、压力、湿度等环境参数带来的影响而设计的。他是通过测量一个已知恒定目标回波延迟时间的变化,来提供实时动态声速。与换能器相适应,物料测厚电路由8个完整的趟声测距电路组成。7路用于测物料厚度,第8路用于补偿。译路测量电路框阁如图4所示,他包括以下几部分:微处理器、信号发生器、换能器驱动电路、时序控制逻辑电路、【叫波接收电路、目标距离榆出电路、物料变化趋势捡出电路。此测量电路具有低噪声、高选择性、高信噪比、宽动态范围等特点,且具有自动增益补偿、时问增益补偿等特点。图rl单路超声测距电路框图在测出皮带上物料的厚度之后,即町由下式计算皮带瞬时料量。q一芦·△p”·∑w,/,其中:q为物料瞬时流量;_p为物料平均密度;u为瞬时皮带161
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