基于超声的水中异物探测装置硬件电路设计

摘要

超声波在传播中遇到不同介质或障碍物等会发生反射或散射。利用这种特性可以探测水中异物。考虑到被测物的尺寸和声特性,采用1MHz(水中波长为1.5mm)的高频超声波比较合适。基于和雷达类似的回波脉冲测距、相位测速和强度测幅原理,设计了一个20μS脉宽、2mS周期的发射脉冲产生、超声换能驱动和收发开关电路,以及接收回波处理电路,并由相参时钟以欠采样方式进行模数转换。系统由TTL电路、小信号低噪声模拟电路、MSP430F149单片机等部分构成。实验结果表明,装置对固体障碍物具有稳定、强回波反应,对于不同尺寸的活动气泡仍能产生正常回波信号;这些结果可通过单片机以串行方式送入微机中,以便进一步处理和显示。