[实用新型]一种超声波计米器

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种超声波计米器，属于测量技术领域。

背景技术

线缆生产使用过程中常需进行长度计米，现有的线缆计米器主要分为机械式，电子式，以及单片机控制的多功能线缆长度计米器。大多计米器的计米测试数据来源都是采用计米轮在线缆表面靠摩擦力滚动得来。依靠线缆与计米轮的摩擦滚动计米具有如下缺点：在计米开始、结束、中间停顿等情况下，由于惯性力作用，造成计米轮与线缆表面打滑，会造成计米误差；其次，计米轮长时间与线缆接触，会产生磨损，使得计米轮周长发生变化，也会形成错误计米。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题是，提供一种线缆牵引式，防止线缆在传动过程中出现打滑、松垮现象，采用超声波测量牵引出的线缆长度的，有效提高计米测量精度的超声波计米器；进一步地，本实用新型提供一种采用超声波数据进行精确计米的超声波计米器的计米算法。

为解决上述技术问题，本实用新型采用的技术方案为：

一种超声波计米器，其特征在于，包括：用于使待检测线缆呈线性输送的线缆传动模块，所述线缆传动模块与升降压紧模块相连，所述待检测线缆的上方水平设置有超声波换能模块，所述超声波换能模块的输出端与超声波收发单元的输入端相连，所述超声波收发单元的输出端与放大单元的输入端相连，所述放大单元的输出端与滤波单元的输入端相连，所述滤波单元的输出端与A/D转换单元的输入端相连，所述A/D转换单元的输出端与存储单元的输入端相连，所述存储单元的输出端与计算单元的输入端相连，所述超声波收发单元、线缆传动模块、升降压紧模块、存储单元、计算单元、计米显示模块和电源模块均与主控模块相连。

所述线缆传动模块包括在水平放置的所述待检测线缆的上下两侧呈对称式分布的至少4个导线轮，所述导线轮上设置有用于放入所述待检测线缆的凹槽，所述导线轮包括位于所述待检测线缆的上侧的至少2个上导线轮和位于所述待检测线缆的下侧的至少2个下导线轮；所述下导线轮与升降压紧模块相连。

所述上导线轮和下导线轮的转速相同，转向相反。

所述主控模块包括MSP430单片机；

所述超声波换能模块包括用于发送超声波脉冲信号的第一超声波换能器和用于接收超声波脉冲信号的第二超声波换能器；所述第一超声波换能器和第二超声波换能器内均设置有场效应管；用于控制第一超声波换能器和第二超声波换能器发送和接收超声波脉冲信号的所述超声波收发单元的发射电路的NMOS栅极与MSP430单片机的I/O端口相连；所述超声波收发单元由所述MSP430单片机控制进行超声波脉冲信号的发送或接收。

所述放大单元包括一级放大器和二级放大器，所述一级放大器包括放大倍数可调的电位器PR2，所述一级放大器和二级放大器之间由R-C网络连接。

所述存储单元包括FIFO存储器。

所述计算单元包括DSP芯片。

一种超声波计米器的计米算法，其特征在于：包括以下步骤：

设第一超声波换能器到待检测线缆的垂直距离为H，第一超声波换能器发送的超声波脉冲信号的路径到待检测线缆的切入点的水平距离为L，发送的超声波脉冲信号的路径入射角为θ，通过预先放置和调整第一超声波换能器和第二超声波换能器的位置，直接得到H，L和θ的值；

计算发送的超声波脉冲信号的路径长度S，即入射线长度S：

S=H2+L2---(1)]]>

待检测线缆在牵引过程中的速度设为v_s，v_s在反射线方向上的分量为v_x，则：

v_x＝v_s·cosθ(2)

反射线即为接收超声波脉冲信号的路径；

设超声波脉冲信号从第一超声波换能器发送到第二超声波换能器接收所用时间为t_s，待检测线缆开始牵引时，主控模块开始计时，则：