CN105022066A - 手持式双探头测量仪 - Google Patents

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Abstract

一种手持式双探头测量仪，其包括：用于测量距离并换算为面积或者高度的控制系统以及为所述控制系统提供电源的电源模块；所述控制系统包括：温度测量模块、超声波探头、电压调节模块、微型处理模块，所述温度测量模块、所述超声波探头均与所述微型处理模块电连接，用于将所述温度测量模块测量的温度信号以及所述超声波探头测量的距离信号反馈给所述微型处理模块；所述超声波探头为两个，且所述电压设置在两个所述超声波探头之间。其优点是：通过采用连接电压调节模块的两个超声波探头的设计，使用方便，成本低，量程大且精度高，结构新颖、适用性强；温度测量模块的设计，通过测量空气中的温度，进行声速补偿，提高测量精度。

Description

手持式双探头测量仪
技术领域
  本发明涉及房屋面积以及楼层间距离的测量技术领域，具体地来说是一种手持式双探头测量仪。
背景技术
目前在测量房屋面积及楼层间净高度时多采用皮尺、激光测距仪、超声测距仪等。采用皮尺测量，尽管成本低，但是测量精度不高且在测量过程中一端必须固定，给人带来诸多不便；采用激光测距仪测量，必须一端顶住墙壁或地面才能测量，使用不便且成本高；超声测距仪与激光测距仪测量方法类似，虽然成本低，但是精度差且量程小；
另外，现有测量仪器对于不规则房间面积的测量方法比较繁杂，需要人工通过计算得出结果,因此，亟需设计一种可测量任意形状面积以及较大距离、且测量精度高的测量仪。
发明内容
为了克服上述技术的不足，本发明的目的是设计一种采用可变电压双超声探头与温度测量模块共同作用，从而对任意形状面积与高度进行测量，使用方便、测量量程大、精度高的手持式双探头测量仪。
一种手持式双探头测量仪，包括：用于测量距离并换算为面积或者高度的控制系统以及为所述控制系统提供电源的电源模块；
所述控制系统包括：温度测量模块、超声波探头、电压调节模块、微型处理模块，所述温度测量模块、所述超声波探头均与所述微型处理模块电连接，用于将所述温度测量模块测量的温度信号以及所述超声波探头测量的距离信号反馈给所述微型处理模块，所述微型处理模块根据被测地的温度对声速进行补偿，计算被测距离或面积；
所述超声波探头为两个，且所述电压设置在两个所述超声波探头之间，用于调节所述超声波探头的供电电压来改变所述超声波探头发射出的超声波强度，改变测量量程，避免在阻碍物距离较小时两个所述超声波探头之间互相干扰，在不同测量范围下都能得出准确结果。
本发明手持式双探头测量仪的优点是：
①、通过采用连接电压调节模块的两个超声波探头的设计，使用方便，比激光测距仪成本低，同时比普通超声测距仪量程大且精度高，结构新颖、适用性强；
②、采用超声波探头测量规则形状房屋面积时，可在房间中任意位置测量出房间长、宽或半径等参数，进而通过程序计算出被测面积；
③、采用超声波探头测量形状不规则房屋面积时，采用面积累加法，沿着规定的直线轨迹测量，即测得被测房屋面积，设计合理，可靠性高；
④、温度测量模块的设计，通过测量空气中的温度，进行声速补偿，提高测量精度。
附图说明
图1为手持式双探头测量仪的电路结构示意图；
上图中标号为：
1、控制系统，11、温度测量模块, 12、超声波探头, 13、电压调节模块, 14、微型处理模块，15、按键控制模块, 16、显示模块；
2、电源模块。
具体实施方式
一种手持式双探头测量仪，包括：用于测量距离并换算为面积或者高度的控制系统1以及为所述控制系统1提供电源的电源模块2；
所述控制系统1包括：温度测量模块11、超声波探头12、电压调节模块13、微型处理模块14，所述温度测量模块11、所述超声波探头12均与所述微型处理模块14电连接，用于将所述温度测量模块11测量的温度信号以及所述超声波探头12测量的距离信号反馈给所述微型处理模块14，所述微型处理模块14根据被测地的温度对声速进行补偿，以精确计算被测距离或面积。
所述超声波探头12为两个，且所述电压调节模块13设置在两个所述超声波探头12之间，用于调节所述超声波探头12的供电电压来改变所述超声波探头12发射出的超声波强度，改变测量量程，避免在阻碍物距离较小时两个所述超声波探头12之间互相干扰，在不同测量范围下都能得出准确结果；即当测量距离较小时，调节所述电压调节模块13，将两个所述超声波探头12上的电压调低，超声波回波低，避免超声波之间的影响，从而降低测量精度；当被测量距离较大时，调节所述电压调节模块13，将两个所述超声波探头12上的电压调高，超声波回波高，从而提高测量精度；优选地，所述超声波探头12型号为HC-SR04。
优选地，所述超声波探头12，用于在电压的激励下发生振动从而向阻碍物发射测量信号，达到阻碍物界面后产生显著反射形成反射回波，继而将测量的信号传递给所述微型处理模块14；因此，所述超声波探头12具有频率高、波长短、绕射现象小，方向性好、能够成为射线而定向传播，且超声波对液体、固体的穿透能力大等特点。
进一步地，所述温度测量模块11采用18B20温度传感器为超声声速进行矫正；因不同温度下超声波在空气中的速度不同，通过传感器测出气温，进行声速补偿，进而得出准确的距离。
进一步地，所述超声波探头12可测量高度为0.20——12.00米，测量精度为0.01米；
进一步地，所述微型处理模块14用于数据采集和处理；优选地，所述微型处理模块14中采用51单片机，用于控制电路的信号接收与传输。
优选地，所述微型处理模块14中的51单片机连接有预留程序下载口，便于后续对测量仪的程序进行升级。
进一步地，所述控制系统1还包括按键控制模块15、显示模块16，所述按键控制模块15与所述显示模块16均与所述微型处理模块14电连接，采用所述按键控制模块15控制整个电路模块的工作状态，测量不同形状，不同大小的房屋面积。
优选地，所述按键控制模块15包括测量键、功能键、复位键，所述测量键、所述功能键、所述复位键并联，且均与所述微型处理模块14电连接，用于控制所述微型处理模块14对各路信号的采集和处理；
优选地，所述测量键控制所述超声波探头12，用以对被测地距离的测量；
优选地，所述功能键用于测量仪工作时可根据不同形状被测面积的模式选择，根据具体的房屋的形状可分为以下两种测量模式：
一、规则形状房屋面积的测量，包括矩形、圆形，可以直接计算出结果；
二、不规则形状房屋面积的测量，采用面积累加法进行测量。
优选地，所述复位键用以重置整个仪器，去除测量数据，进行重新测量；
优选地，所述显示模块16采用Nokia5110-LCD屏幕，方便操作者直观地观察测量结果。
优选地，所述控制系统1还包括探头工作指示灯、电源开关、电源指示灯，所述探头工作指示灯为两个，分别与两个所述超声波探头12电连接，所述电源开关与所述电源模块2电连接，用于控制所述电源模块2的开、关，所述电源指示灯与所述电源开关电连接，用于显示所述电源模块2通电情况。
具体实现过程中：
①、插上电源，打开所述电源开关，通过调节所述电压调节模块13，调节所述电压模块两端的所述超声波探头12的电压大小，若被测地面积小则将所述超声波探头12的电压调低，若被测地面积小则将所述超声波探头12的电压调低高；
②、打开所述测量键，控制所述超声波探头12对被测地距离的测量，利用所述微型处理模块14控制两个所述超声波探头12发射的超声波，并接收由障碍物反射的回波；
③、所述超声波探头12发射超声波过程中，所述温度测量模块11测出气温，然后通过所述微型处理模块14对测量数据进行超声声速的矫正；
④、打开所述功能键，若被测地为规则形状，包括矩形、圆形，可利用所述微型处理模块14中储存的计算程序进行直接计算；若不规则形状房屋面积的测量，采用所述微型处理模块14中储存的计算程序进行面积累加法，计算出障碍物之间准确的距离。
若需要进行下一轮回的测量，开启所述复位键，重置整个仪器，去除前述测量数据，开始前述步骤①～④，进行下一轮的测量。
本发明手持式双探头测量仪的优点是：
①、通过采用连接电压调节模块的两个超声波探头的设计，使用方便，比激光测距仪成本低，同时比普通超声测距仪量程大且精度高，结构新颖、适用性强；
②、采用超声波探头测量规则形状房屋面积时，可在房间中任意位置测量出房间长、宽或半径等参数，进而通过程序计算出被测面积；
③、采用超声波探头测量形状不规则房屋面积时，采用面积累加法，沿着规定的直线轨迹测量，即测得被测房屋面积，设计合理，可靠性高；
④、温度测量模块的设计，通过测量空气中的温度，进行声速补偿，提高测量精度。
以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (6)

1.手持式双探头测量仪，其特征在于：用于测量距离并换算为面积或者高度的控制系统以及为所述控制系统提供电源的电源模块；
所述控制系统包括：温度测量模块、超声波探头、电压调节模块、微型处理模块，所述温度测量模块、所述超声波探头均与所述微型处理模块电连接，用于将所述温度测量模块测量的温度信号以及所述超声波探头测量的距离信号反馈给所述微型处理模块，所述微型处理模块根据被测地的温度对声速进行补偿，计算被测距离或面积；
所述超声波探头为两个，且所述电压设置在两个所述超声波探头之间，用于调节所述超声波探头的供电电压来改变所述超声波探头发射出的超声波强度，改变测量量程，避免在阻碍物距离较小时两个所述超声波探头之间互相干扰，在不同测量范围下都能得出准确结果。
2.根据权利要求1所述的手持式双探头测量仪，其特征在于：所述控制系统还包括按键控制模块、显示模块，所述按键控制模块与所述显示模块均与所述微型处理模块电连接，采用所述按键控制模块控制整个电路模块的工作状态。
3.根据权利要求1所述的手持式双探头测量仪，其特征在于：所述微型处理模块中采用51单片机，用于控制电路的信号接收与传输。
4.根据权利要求1所述的手持式双探头测量仪，其特征在于：所述超声波探头，用于在电压的激励下发生振动从而向阻碍物发射测量信号，达到阻碍物界面后产生显著反射形成反射回波，继而将测量的信号传递给所述微型处理模块。
5.根据权利要求1所述的手持式双探头测量仪，其特征在于：所述按键控制模块包括测量键、功能键、复位键，所述测量键、所述功能键、所述复位键并联，用于控制所述微型处理模块对各路信息的采集和处理。
6.根据权利要求1所述的手持式双探头测量仪，其特征在于：所述控制系统还包括探头工作指示灯、电源开关、电源指示灯，所述探头工作指示灯为两个，分别与两个所述超声波探头电连接，所述电源开关与所述电源模块电连接，用于控制所述电源模块的开、关，所述电源指示灯用于显示所述电源模块通电情况。
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