论超声波测距技术

论超声波测距技术
作者：万涛
来源：《世纪之星无机砂浆·交流版》2015天线制作年第01期对苯乙烯磺酸钠

[摘要]超声波是一种频率超过20KHz的机械波。超声波作为一种特殊的声波，同样具有声波传输的基本物理特性——反射、折射、干涉、衍射、散射。超声波具有方向性集中、振幅小、加速度大等特点，盖革计数管可产生较大力量，并且在不同的媒质介面，超声波的大部分能量会反射。利用反射这一性质，在金属，非金属中用来探测缺陷的位置和性质，从而对钢板、锻件、焊缝、混凝土、人造石磨等进行探伤检验；在水中，根据反射波可以探测潜水艇和鱼，测量海底深度以及探查海底底层等；在人体中则可以协助临床诊断疾病（如肝脓肿、肿瘤、胆结石等）和探测胎儿等。本文结合超声波测距原理，论述超声波测距技术的应用，并分析了现阶段超声波测距的常见问题，提出了解决方法。

[关键词]超声波测距；原理；应用；问题

生物塑化一、超声波测距原理

超声波测距的原理是利用超声波在空气中的传播速度为已知，测量声波在发射后遇到障碍物反射回来的时间，根据发射和接收的时间差计算出发射点到障碍物的实际距离。超声波发生器内部有2个压电晶片和1个共振板，当2升华仪极外加脉冲信号的频率等于压电晶片的固有振荡频率时，压电晶片将发生共振，并带动共振板振动，从而产生超声波；当共振板接收到超声波时，将压迫压电晶片产生振动，将机械能转换为电信号。设超声波整个传播时间为 t（单位s），超声波的传播速度为c（单位m/s），则计算出发射点与反射点的距离为： s=c×t/2；超声波在固体中传播速度最快，在气体中传播速度最慢，而且声速受温度影响最大。t为环境摄氏温度，则超声波在空气中的传播速度为： c=331.4×√1+ t/273 。

二、超声波测距技术的应用

1.采用超声波测量地面距离

超声波测距技术应用最广泛的莫过于常见的测绘地形图，建造房屋、桥梁、道路、开挖矿山、油井等地面距离的测量。由于超声波的非接触检测特点，以及它不受光线、被测对象颜等的影响，在不利于测量的条件下，仍然具有很强的适应能力。

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