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單機片便攜式超聲波測厚儀

超聲波測厚儀廣泛地應(yīng)用于造船業(yè)、石油化工業(yè)、電站、汽車制造、機械制造業(yè)當(dāng)中，可以測量船殼、甲板、鍋爐、管道、儲油罐、軌道、板坯、鑄件、機加工零件的厚度和被腐蝕情況。當(dāng)前，大多數(shù)的測厚儀顯示信息量有限，顯示方式固定且沒有通信功能，讀取數(shù)據(jù)繁瑣。本便攜式超聲波測厚儀系統(tǒng)可以顯示豐富的信息量，儲存大量數(shù)據(jù)，同時能把數(shù)據(jù)傳輸?shù)絇c機中進行厚度比較和分析，測量精度可以達到0.01mm，實現(xiàn)對各種設(shè)備和容器測厚與監(jiān)測的功能。

　　1超聲波測厚儀系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

　　本系統(tǒng)設(shè)計結(jié)構(gòu)包含：超聲波發(fā)射電路、接收電路、單片機控制電路、計數(shù)器電路、液晶顯示電路、實時時鐘電路、232通信電路、鍵盤電路。圖l所示為超聲波測厚儀的結(jié)構(gòu)圖

　　超聲波測厚儀測量時，將探頭通過耦合劑與被測工件的表面相接觸，發(fā)射電路產(chǎn)生高電壓窄脈沖信號，在單片機的控??下通過發(fā)射探頭向被測工件發(fā)射超聲波，超聲波在到達被測工件的底面后發(fā)生反射，反射的回波信號被接收探頭接收，返回電壓信號。接收到的電壓信號經(jīng)過多級放大、中周選頻后通過74HC221芯片產(chǎn)生閾門脈沖，其中把發(fā)射脈沖的時間記為閾門脈沖的前沿，接收到的一次回波脈沖記為閾門脈沖的后沿，則閾門脈沖為超聲波在被檢測物體內(nèi)入射和反射所使用的時間。

2.1

超聲波測厚原理

　　本測厚儀系統(tǒng)采用脈沖回波法來測量被測工件的厚度，超聲波探頭與被測工件的表面通過耦合劑相接觸，在單片機的控制下，測厚儀由發(fā)射電路產(chǎn)生一定頻率的脈沖信號加在超聲波的探頭上，從而通過壓電效應(yīng)使探頭產(chǎn)生超聲波脈沖。聲波經(jīng)過被測工件從另一個表面反射回來，被接收探頭接收。若求超聲波在被測工件的厚度，因為超聲波在被測工件中的傳播速度V已知，從發(fā)射超聲波到接收回波信號的時間間隔TA一TB可測，所以，可以求出被測工件的厚度值式中S為被測工件的厚度; 為超聲波在工件中傳播的速度; 為底波TA的返回時間;TB為界面波B的返回時間。

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