超声波泄露检测仪方案设计

超声波泄露检测仪初步方案设计（不用单片机控制）一设计任务与要求1.目的与用途超声波泄漏检测仪有广泛的用途可对空气、煤气、蒸气以及液体等的输送管道以及各种设备的泄漏进行检查.例如轮胎与管道的泄漏检查,发动机的密封的泄漏检查,加热系统的泄漏检查,蒸气的内部泄漏的检查等.2.功能实现用超声波接收器探测管道,容器是否泄漏如果泄漏则蜂鸣器响的同时发光二极管,否则发光二极管灭蜂鸣器不响.3.主要技术性能指标任务电路设计合理、工作稳定、性能良好、检测灵敏度高、计算简单，并且在测量精度方面尽可能达到工业实用的要求。二方案设计1总体设计原理如果一个容器内或管道内充满气体,当其内部压强大于外部压强时,由于内外压差较大,一旦容器有漏孔,气体就会从漏孔冲出。当漏孔尺寸较小且雷诺数较高时,冲出气体就会形成湍流,湍流在漏孔附近会产生一定频率的声波,当漏孔很小且声波频率大于20kHz时,就会形成超声波。超声波具有指向性。利用这个这个特征，即可判断出正确的泄漏位置。将超声波接收器与超声波信号发生器配合使用时，可对被检查物进行非实时检查，即由超声波信号发生器发射一定频率的超声波信号，一旦发生泄漏，超声波将由漏孔漏出，用超声波接收器捕捉漏出的超声波信号，即可判断出正确的泄漏位置。2.功能模块方案设计与硬件实现（1）超声波接收器的方案设计超声波接收器功能框图方案一：超声波泄露检测仪主要原理是用超声波换能器接受容器或管道因泄露发出的超声波,把声波的机械能转化为电能.并经过放大，整流，滤波，处理通过蜂鸣器或者发光二极管显示出来。可用类似如下图电路。后面加一个

开关三极管驱动蜂鸣器和发光二极管。或者为了稳定后面加一个光电耦合器再加一个开关三极管驱动蜂鸣器和发光二极管方案二：超声波换能器R40-16谐振频率为40kHZ，经R40-16选频后，将40kHZ以外的干扰信号衰减，只有谐振于40kHZ的有用信号（发射机信号）送入VT1~VT3组成的高通放大器放大，经C5、VD1检出直流分量，控制VT4、VT5组成的电子开关带动继电器K工作。由于该电路仅作单路信号放大，当发射机每发射一次超声波信号时，接收机的继电器吸合一次（吸合时间同发射机发射信号时间相同），无记忆保持功能。K0.0IBINUOI4K0.0IBINUOI4 1 —* 於总式显声液接收掘2）超声波信号发生器的方案设计选频放大振荡器 >换能器 发出超声波超声波发生器功能框图超声波发生器的原理主要是利用一个选频放大器组成的振荡器发出一定频率的方波使超声波换能器发出一定频率的超声波.具体方案如下：方案一：40kHZ超声波发射电路之一，由F1〜F3三门振荡器在F3的输出为40kHZ方波，工作频率主要由C1、R1和RP决定，用RP可调电阻来调节频率。F3的输出激励换能器T40-16的一端和反向器F4，F4输出激励换能器T40-16的另一端，因此，加入F4使激励电压提高了一倍。电容C3、

C2平衡F3和F4的输出，使波形稳定。电路中反向器F1~F4用CC4069六反向器中的四个反向器，剩余两个不用（输入端应接地）。电源用9V叠层电池。测量F3输出频率应为40kHZ±2kHZ，否则应调节RP。发射超声波信号大于8m。500D0-=-&vlOkHzfii声肚雄肘器500D0-=-&vlOkHzfii声肚雄肘器〔I）II・FIE方案二：40kHZ超声波发射电路之二，电路中晶体管VT1、VT2组成强反馈稳频振荡器，振荡频率等于超声波换能器T40-16的共振频率。T40-16是反馈耦合元件，对于电路来说又是输出换能器。T40-16两端的振荡波形近似于方波，电压振幅接近电源电压。S是电源开关，按一下S,便能驱动T40-16发射出一串40kHZ超声波信号。电路工作电压9V,工作电流约25mA。发射超声波信号大于8mSR5I*HPLI.LU.R5.LJT师kHw粗声诡徨射器〔I）TO-15*9013*SR5I*HPLI.LU.R5.LJT师kHw粗声诡徨射器〔I）TO-15*9013*30方案三：40kHZ超声波发射电路之三，由VT1、VT2组成正反馈回授振荡器。电路的振荡频率决定于反馈元件的T40-16，其谐振频率为40kHZ±2kHZ。频率稳定性好，不需作任何调整，并由T40-16作为换能器发出40kHZ的超声波信号。电感L1与电容C2调谐在