[发明专利]一种多频率的抗干扰无变压器驱动的超声波测距装置

权利要求书

1.一种多频率的抗干扰无变压器驱动的超声波测距装置，其特征在于：该超声波测距装置设置在煤矿井下车辆，该超声波测距装置包括本安稳压电源（1）、信号放大模块（2）、带通滤波模块（3）、模数转换模块（4）、FFT快速傅立叶变换模块（5）、阈值比较模块（6）、信号峰值计数模块（7）、微控制器（8）、发射信号开关选择模块（11）、高速光耦模块（12）、Buck-Boost升压模块（13）、阻抗匹配模块（14）、功率放大模块（15）、能量处理模块（16）和超声波换能器（17）；

本安稳压电源（1）与微控制器（8）、高速光耦模块（12）、Buck-Boost升压模块（13）的电源输入端相连；

Buck-Boost升压模块（13）与高速光耦模块（12）相连，微控制器（8）的第一输出端的信号依次经过发射信号开关选择模块（11）、高速光耦模块（12）、阻抗匹配模块（14）、功率放大模块（15）后与超声波换能器（17）相连，微控制器（8）的第二输出端与能量处理模块（16）相连，能量处理模块（16）与阻抗匹配模块（14）相连，能量处理模块（16）用于根据微控制器（8）发出的指令对阻抗匹配模块（14）的能量进行处理；

超声波换能器（17）的输出信号依次经过信号放大模块（2）、带通滤波模块（3）、模数转换模块（4）、FFT快速傅立叶变换模块（5）后与阈值比较模块（6）的输入端相连，阈值比较模块（6）用于进行信号阈值比较以滤除不满足回波电压标准的信号，阈值比较模块（6）的输出端和信号峰值计数模块（7）的输入端相连，信号峰值计数模块（7）的输出端与微控制器（8）的输入端相连，信号峰值计数模块（7）用于分时对所接收的各频率信号的峰值进行计数运算，并将结果分时送给微控制器（8），微控制器（8）得到四种不同频率信号下的距离信息或噪声情况，并据此计算距离的平均值，微控制器（8）根据前一轮测距频率循环中得到的环境噪声情况，在后一轮测距频率循环不使用在上一轮循环中与环境噪声频率相同的测距频率，当环境中噪声情况发生变化时，重新启动四种频率信号进行测距，探知具体干扰频率。

2.根据权利要求1所述的一种多频率的抗干扰无变压器驱动的超声波测距装置,其特征在于:还包括液晶显示模块（9），所述本安稳压电源（1）的输出端与所述液晶显示模块（9）电源输入端相连，所述液晶显示模块（9）与所述微控制器（8）的第三输出端相连。

3.根据权利要求1所述的一种多频率的抗干扰无变压器驱动的超声波测距装置,其特征在于: 还包括声光报警模块（10），所述本安稳压电源（1）的输出端与所述声光报警模块（10）的电源输入端相连，所述声光报警模块（10）与所述微控制器（8）的第四输出端相连。

4.根据权利要求1所述的一种多频率的抗干扰无变压器驱动的超声波测距装置,其特征在于:所述发射信号开关选择模块（11）包括多个频率开关，所述高速光耦模块（12）包括多个光耦，所述阻抗匹配模块（14）包括多个阻抗匹配单元，所述功率放大模块（15）包括多个功率放大单元，所述能量处理模块（16）包括多个能量处理单元，所述频率开关、所述光耦、所述阻抗匹配单元、所述功率放大单元和所述能量处理单元的数量保持一致。

5.根据权利要求1所述的一种多频率的抗干扰无变压器驱动的超声波测距装置,其特征在于:所述本安稳压电源（1）的输出电压为直流5V。

6.根据权利要求1～5之一所述的一种多频率的抗干扰无变压器驱动的超声波测距装置,其特征在于:所述超声波换能器（17）为防水型收发一体换能器。