应用声波幅度法的测井深度检测系统的制作方法

本发明涉及超声波测距，具体涉及应用声波幅度法的测井深度检测系统。

背景技术：

超声波测距是一种传统而实用的非接触测量方法，和激光、涡流和无线电测距方法相比，具有不受外界光及电磁场等因素的影响的优点，在比较恶劣的环境中也具有一定的适应能力，且结构简单，成本低，因此在工业控制、建筑测量、机器人定位方面得到了广泛的应用。声波测井就是根据声波的速度和幅度来研究地层的，故声波测井分为声波时差测井和声波幅度测井，声波幅度测井在工程方面比较广泛。声波测井能有效利用井中各岩层完整性系数，进行岩体工程地质分裂分析，在未固结的层可用于确定孔隙度，地层的声速参数还可以为地面地震勘探的资料解释提供依据。但由于超声波传播声音时难于精确捕捉，温度对声速的影响等原因，使得超声波测距的精度受到了很大的影响，限制了超声测距系统在测量精度要求更高的场合下的应用。

技术实现要素：

本发明所要解决的技术问题是超声波测距仪测距精度不够高，限制了其使用的场合，目的在于提供应用声波幅度法的测井深度检测系统，提高超声波测距仪的抗干扰能力，使得其测量精度能满足更高的要求。

本发明通过下述技术方案实现：

应用声波幅度法的测井深度检测系统，包括超声波发射与接收模块、信号控制处理模块和信号输出显示模块，所述超声波发射与接收模块和信号输出显示模块分别与信号控制处理模块连接；所述超声波发射与接收模块包括发射电路、发射探头、接收电路和接收探头，所述发射电路与发射探头连接，所述接收电路与接收探头连接；所述超声波发射与接收模块通过发射电路和接收电路与信号控制处理模块连接。信号控制处理模块产生脉冲信号通过发射电路和发射探头发射38KHZ的超声波，超声波遇到障碍物反射回来由接收探头接收并经过接收电路将信号传输至信号控制处理模块，信号控制处理模块经过信号数据分析处理通过信号输出显示模块输出所测距离。

进一步地，信号控制处理模块包括微处理器、复位电路、振荡电路、电源电路和开关控制电路，所述复位电路、振荡电路、电源电路和开关控制电路分别与微处理器连接。振荡电路采用晶振，振荡电路驱动微处理器空座，微处理器产生脉冲信号传输至发射电路，发射回来的超声波信号通过接收电路传输至微处理器处理；复位电路在微处理器出错时可将微处理器初始化；开关控制电路用于超声波测距的启动与停止；电源电路为超声波测距仪提供电能。

进一步地，发射电路包括超声波发射器和反向放大器，所述超声波发射器与反向放大器连接；所述发射电路通过反向放大器与信号控制处理模块的微处理器连接，所述发射电路通过超声波发射器与发射探头连接。超声波发射器的作用是形成与被检测对象相作用的超声波束；反向放大器可将微处理器发出的信号进行放大再传输至超声波发射器。

进一步地，接收电路包括超声波接收器和红外线遥控接收前置放大电路，所述超声波接收器与红外线遥控接收前置放大电路连接；所述接收电路通过红外线遥控接收前置放大电路与信号控制处理模块的微处理器连接，所述接收电路通过超声波接收器与信号控制处理模块连接。红外线遥控接收前置放大电路采用型号为CX20106的红外线遥控接收前置放大电路。

进一步地，信号输出显示模块采用LED数码管显示。信号输出显示模块采用三位一体LED数码管显示所测距离值，码管采用动态扫描显示。

本发明与现有技术相比，具有如下的优点和有益效果：本发明使用超声波发射与接收模块、信号控制处理模块和信号输出显示模块实现了超声波测距，提高了超声波测距仪的抗干扰力度，同时实用性强、性价比高、使用简单，能达到工业实用的标准。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本发明实施例的进一步理解，构成本申请的一部分，并不构成对本发明实施例的限定。在附图中：

图1为本发明结构框图示意图；

图2为本发明发射电路示意图；

图3为本发明接收电路示意图。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下面结合实施例和附图，对本发明作进一步的详细说明，本发明的示意性实施方式及其说明仅用于解释本发明，并不作为对本发明的限定。

实施例

如图1所示，应用声波幅度法的测井深度检测系统，包括超声波发射与接收模块、信号控制处理模块和信号输出显示模块，所述超声波发射与接收模块和信号输出显示模块分别与信号控制处理模块连接；所述超声波发射与接收模块包括发射电路、发射探头、接收电路和接收探头，所述发射电路与发射探头连接，所述接收电路与接收探头连接；所述超声波发射与接收模块通过发射电路和接收电路与信号控制处理模块连接。信号控制处理模块包括微处理器、复位电路、振荡电路、电源电路和开关控制电路，所述复位电路、振荡电路、电源电路和开关控制电路分别与微处理器连接。本实施例中，微处理器采用AT89C52单片机，发射探头使用型号为T40K的发射探头。

发射电路包括超声波发射器和反向放大器，所述超声波发射器与反向放大器连接；所述发射电路通过反向放大器与信号控制处理模块的微处理器连接，所述发射电路通过超声波发射器与发射探头连接。接收电路包括超声波接收器和红外线遥控接收前置放大电路，所述超声波接收器与红外线遥控接收前置放大电路连接；所述接收电路通过红外线遥控接收前置放大电路与信号控制处理模块的微处理器连接，所述接收电路通过超声波接收器与信号控制处理模块连接。信号输出显示模块采用LED数码管显示。

如图2所示为发射电路示意图，plus端连接AT89C52单片机的P3.1引脚，反向器U3A的正极连接plus端，其负极连接T40K的一个电极端；反向器U3B的正极连接在反向器U3A与plus端连接的线路上，其正极连接在T40K与反向器U3A连接的线路上；反向器U3C的正极连接在反向器U3A与plus端连接的线路上，其正极连接在T40K与反向器U3A连接的线路上；反向器U3D的正极连接在在反向器U3A与plus端连接的线路上，其负极连接在反向器U3E的正极；反向器U3E的负极连接在T40K的另一个电极端；反向器U3F的正极连接在反向器U3E与U3D连接的线路上，其负极连接在反向器U3E与T40K连接的线路上；电阻R4一端连接电源VCC，其另一端连接在反向器U3A与T40K连接的线路上；电阻R5一端连接电源VCC，其另一端连接在反向器U3E与T40K连接的线路上；电阻R4和电阻R5阻值均为1K。AT89C52单片机P3.1端口输出的38kHz的方波信号一路经一级反向器后送到超声波发射探头的一个电极，另一路经两级反向器后送到超声波发射探头的另一个电极，用这种推换形式将方波信号加到超声波发射探头的两端，可以提高超声波的发射强度。输出端采两个反向器并联，用以提高驱动能力。上位电阻R4、R5一方面可以提高反向器输出高电平的驱动能力，另一方面可以增加超声波发射器的阻尼效果，缩短其自由振荡时间。

如图3所示为接收电路示意图，接收探头U1的一个电极端与CX20106的1引脚连接，其另一个电极端接地；电容C1一端连接在接收探头U1与CX20106连接的线路上，其另一端与接收探头U1的接地端共同接地；电阻R1一端与CX20106的2引脚连接，其另一端连接电解电容C2的正极；电解电容C3的正极端与CX20106的3引脚连接；电阻R3一端连接在CX20106的7引脚，其另一端为接收电路的信号输出端，电容C4一端连接在CX20106的6引脚，其另一端连接在接收探头U1的接地的电极端的线路上；CX20106的8引脚连接电源VCC，电容C5一端连接在CX20106的8引脚接VCC的线路上，其另一端连接在电容C4与接收探头U1连接的线路上；电阻R2一端连接在CX20106的5引脚，其另一端连接在电容C5与CX20106连接的线路上，电解电容C2和电解电容C3的阴极均连接在电容C4与接收探头U1连接的线路上。

以上所述的具体实施方式，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施方式而已，并不用于限定本发明的保护范围，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。