CN2812027Y - 超声波测距仪 - Google Patents

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Abstract

本实用新型旨在提供一种能够在不同环境下快速进行准确的距离测量的超声波测距仪。该超声波测距仪包含一机壳、一超声波发射/接收单元、一装在机壳中和超声波发射/接收单元电连接的信号处理回路、位于机壳上的一组操作钮以及一显示单元。该超声波测距仪还包含一可提供一个固定参考距离的校准标杆。该标杆包含一连接于机壳的第一端部。该标杆还包含一可相对于机壳向外延伸的第二端部、以及一位于第一和第二端部之间的主体。通过测量超声波信号在该固定参考距离上的传播时间，来快速确定准确的超声波传播速度，从而能够快速进行准确的距离测量，而不受周围环境变化的影响。

Description

超声波测距仪
技术领域
本实用新型涉及一种测距仪，尤其是一种通过检测超声波在被测距离上的传播时间来确定被测距离的超声波测距仪。
背景技术
目前超声波测距仪在很多领域被广泛应用，例如工程测距等。通常地，超声波测距装置检测超声波在被测距离上的传播时间，然后乘以超声波的传播速度，从而得到被测距离。而超声波的传播速度在各种环境下并不是一个恒定值，会随着周围环境的变化而变化。影响超声波传播速度的环境因素主要有空气的温度、湿度、气压、以及空气组分等，其中最主要的因素为温度和湿度。
专利号为ZL02248586.4的中国专利所揭示的超声波测距仪提供了一个温度补偿电路，通过温度补偿电路的热敏电阻感应环境温度从而对超声波的传播速度进行补偿。但是，该测距仪并没有针对其他环境因素进行补偿，其测量精度难以保证。专利号为US4581726的美国专利详细揭示了一种带有可检测多种空气特性(atmosphere characteristic)的传感器的超声波测距仪。然而这种传感器比较昂贵，势必会增加测距仪的制造成本。
特别地，当从一个环境中转移到另一个环境中时，如果两个环境的特性(尤其是温度)差别太大，上述传感器需要较长时间(根据不同情况需要几分钟到几十分钟)才能够对环境特性进行比较准确的测量，从而延长了测量操作时间。很明显，这一点限制了超声波测距仪的使用。
发明内容
本实用新型的一个目的在于提供一种能够在不同环境下快速进行准确的距离测量的的超声波测距仪。该超声波测距仪通过检测测距仪所发出的超声波在一个固定参考距离上的传播时间来确定超声波在当前环境下的传播速度。通过这种方式，超声波传播速度的确定不受环境特性变化的影响，在任何环境下都能够准确、快速地确定超声波的传播速度，从而能够快速进行准确的距离测量。
本实用新型的另一个目的在于提供一种可在被测距离处的目标面上形成可见指示标记的超声波测距仪，以便于用户将超声波对准目标面。
本实用新型还有一个目的在于提供一种带有测量标靶的超声波测距仪，从而方便用户在被测距离处没有目标面的情况下仍然能够进行测距操作。
为实现上述目的，本实用新型的一种首选实施方式的超声波测距仪包含一机壳、一超声波发射/接收单元、一装在机壳中和超声波发射/接收单元电连接的信号处理回路、位于机壳上的一组操作钮以及一显示单元。该超声波测距仪还包含一校准标杆。该标杆包含一连接于机壳的第一端部。
该标杆还包含一可相对于机壳向外延伸的第二端部、以及一位于第一和第二端部之间的主体。
该标杆和机壳中的一个具有至少一个将所述标杆主体限制在一特定长度上的限位件。
该标杆的主体可伸缩或者可折叠。
该超声波测距仪还包含一可在被测量距离处的目标面上形成可见指示标记的激光发射单元。
该超声波测距仪还包含一标靶，该标靶包含一外壳。
该标靶的外壳还具有和标杆第二端部适配的一定位凹槽。
该标靶还包含一装在外壳中的超声波发射/接收单元和与之电连接的一控制回路，以及一和控制回路电连接并位于外壳上的指示灯。
附图说明
图1是本实用新型的一种首选实施方式的超声波测距仪的立体图；
图2是该首选实施方式的超声波测距仪的内部结构图；
图3是图2所示超声波测距仪的校准标杆的立体图；
图4是图3所示校准标杆的第一圆管和第二圆管的连接部分的A-A向剖视图；
图5是图2所示超声波测距仪在校准标杆被部分拉出时的立体图；
图6是该首选实施方式的超声波测距仪的标靶的立体图。
具体实施方式
如图1-2所示的是本实用新型的一种首选实施方式所提供的超声波测距仪1。该超声波测距仪1包含一个由右机壳11和左机壳12构成的机壳，一超声波发射/接收单元20，一信号处理回路(图中未示出)，一组操作钮13，一测距结果显示单元14，一校准标杆30。超声波发射/接收单元20端部两侧各伸出一个凸板206和208。在凸板206和208上分别有通孔202和204，两螺钉(图中未示出)分别穿过通孔202和204将超声波发射/接收单元20固定在机壳中。信号处理回路被装在机壳中，并电连接于超声波发射/接收单元20。当超声波发射/接收单元20向前发射超声波信号时，该信号处理回路开始计时，当超声波发射/接收单元20接收到从被测距离处的目标面反射回来的的超声波信号，信号处理回路计时结束。信号处理回路所测得的时间即为超声波信号在被测距离上的双程传播时间。因此只要知道超声波传播速度即可计算得到被测距离。该组操作钮13至少包含一个校准钮。
校准标杆30包含一第一端部302，一第二端部304，以及位于第一和第二端部之间的一主体。在本首选实施方式中，第一端部302上有一个孔303。右机壳11内侧有一个带有螺纹孔113的阶梯形凸台112。阶梯形凸台112上部的具有较小半径的部分穿过孔303。通过一螺钉(图中未示出)和凸台112的螺纹孔113配合，标杆30的第一端部302被压紧在凸台112上。
如图3和图4所示，校准标杆30的主体由三根圆管3061、3062以及3063依次连接而成。第一圆管3061的内径大于第二圆管3062的外径。第一圆管3061的一端3064和标杆30的第一端部302固定连接，其另一端3065固定在机壳前端的孔102中。第一圆管3061的另一端3065还具有一个半径等于第二圆管3062外径的孔3066。第二圆管3062穿过第一圆管3061另一端3065上的孔3066，其位于第一圆管3061中的一端3067有一个半径等于第一圆管3061内径的短圆柱体3068，从而将第二圆管的一端3067始终保持在第一圆管3061中。当第二圆管3062被拉出第一圆管3061，第二圆管3062的短圆柱体3068和第一圆管3061的另一端3065上的孔3066相互配合将第二圆管3062限制在一个最大伸出长度上。通过同样的方式，第三圆管3063装在第二圆管3062中。第三圆管3063露在第二圆管3062外的一端3069和标杆30的第二端部304固定连接。
如图5所示的是超声波测距仪1的校准标杆30拉出的状态。在使用过程中，用户通过标杆30的第二端部304将所有圆管拉到最大伸出长度，并将标杆30的第二端部304顶在一个平面上，从而确定一个固定参考距离，然后按下校准钮，超声波测距仪即得到在该固定参考距离上超声波信号双程传播的时间，从而计算得到超声波信号在当前环境下的准确的传播速度。
本领域的普通技术人员可以很容易想到，标杆还可以具有其他结构。在其他实施方式中，标杆可以是具有固定长度的、可相对于机壳伸缩的卷尺，在这种情况下，卷尺和机壳相连的端部即为将标杆限定在固定长度上的限位机构。当然，标杆还可以是一个装在机壳内部的普通卷尺，机壳或者卷尺上带有一个锁定机构用于将卷尺锁定在一个预定的伸出长度上，此时该锁定结构就是标杆的限位机构。标杆的主体还可以是其他可伸缩或者可折叠的结构。
本实用新型的首选实施方式所提供的超声波测距仪1还包含一个激光发射单元22，如图2所示。该激光发射单元22固定在机壳中，可朝着机壳外部沿着平行于超声波发射方向发出一束可见激光，从而在被测距离处的目标面上形成一个可见指示标记。
如图6所示，本实用新型的首选实施方式所提供的超声波测距仪1还可以包含一个标靶40。标靶40包含一个由前壳402和后壳401组成的外壳。在前壳402表面有一个定位凹槽403，定位凹槽403的形状和校准标杆30的第二端部304适配。用户可以直接将标杆30的第二端部304顶在标靶40前壳402的定位凹槽403中进行校准，而不需要另找平面用于校准。
标靶40最好还包含一装在该外壳中的超声波发射/接收单元404，一控制回路(图中未示出)，一个或一组装在前壳402上的LED指示灯405。超声波发射/接收单元404和指示灯405电连接于该控制回路。如果标靶40的超声波发射/接收单元404接收到超声波发射/接收单元20发出的超声波信号，标靶的控制回路就输出相应电信号来控制指示灯405闪烁，并控制超声波发射/接收单元404朝着超声波发射/接收单元20发出作为反馈信号的超声波信号。通过这种方式，在被测距离处没有可作为目标面的平面或者被测距离太远时，如果将超声波发射/接收单元20和与之电连接的信号处理回路作为主机，将标靶40的超声波发射/接收单元404和标靶40的控制回路作为副机，超声波测距仪1仍然可以实现距离测量。
这样超声波测距仪1就具有两种测距模式，一种是不带标靶的反射式测距模式，另一种是带标靶的反馈式测距模式。按钮组13最好还包含一个用于切换这两种测距模式的模式切换钮。
上述的首选实施方式的文字描述和附图只是对本实用新型的原理进行说明和描述，而并非要对本实用新型的保护范围进行限制。本技术领域的普通技术人员可以很容易的想到，在不脱离本实用新型的精神和范畴的前提下，本实用新型所涉及的超声波测距仪还有其他的修改方案和替代方案。

Claims (8)

1.一种超声波测距仪，包含一机壳、一超声波发射和接收单元，一装在机壳中、和该超声波发射和接收单元电连接的信号处理回路，位于机壳上的一组操作钮以及一显示单元，其特征在于：所述超声波测距仪还包含一校准标杆，该标杆具有一第一端部，所述第一端部连接于所述机壳。
2.如权利要求1所述的超声波测距仪，其特征在于：所述标杆还包含一可相对于所述机壳沿着所述超声波发射和接收单元的超声波发射方向延伸的第二端部，以及一位于第一和第二端部之间的主体。
3.如权利要求2所述的超声波测距仪，其特征在于：所述标杆和所述机壳中的一个具有至少一个将所述标杆主体限制在一固定长度上的限位机构。
4.如权利要求2所述的超声波测距仪，其特征在于：所述标杆的主体可伸缩或者可折叠。
5.如上述权利要求1-4中任一项所述的超声波测距仪，其特征在于：所述超声波测距仪还包含一连接于机壳、可在被测距离处的目标面上形成可见指示标记的激光发射单元。
6.如上述权利要求1-4中任一项所述的超声波测距仪，其特征在于：所述超声波测距仪还包含一标靶，该标靶包含一外壳。
7.如权利要求6所述的超声波测距仪，其特征在于：所述标靶的外壳具有和所述标杆第二端部适配的一定位凹槽。
8.如权利要求6所述的超声波测距仪，其特征在于：该标靶还包含一位于所述外壳中的超声波发射/接收单元和一个与之电连接的控制回路，以及一和控制回路电连接并装在所述外壳上的指示灯。
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