脉冲回波法

脉冲回波法

脉冲回波法是超声波测距、测厚和测物位的核心测量方法。其基本原理是：发射超声波脉冲，脉冲在介质中传播至目标界面后反射回来被接收，通过测量发射与接收的时间间隔，结合已知的声速，计算目标距离或厚度。

工作原理

1. 主控制器产生一定频率的脉冲信号。
2. 发射电路将信号放大后加在超声波探头上，激励探头产生重复的超声波脉冲。
3. 脉冲波传播至目标界面（如试件另一表面、液面）后反射回来。
4. 同一探头（单换能器）或另一探头（双换能器）接收回波。
5. 测量发射脉冲与回波脉冲的时间间隔Δt。
6. 根据公式计算距离或厚度。

计算公式

• 测厚：d = vΔt/2，其中d为试件厚度，v为声速。
• 单换能器测物位：h = vΔt/2，其中h为换能器距液面距离。
• 双换能器测物位：h = √(s² - a²)，其中s为反射点到换能器的距离，a为两换能器间距之半。

应用

• 超声波测厚（金属零件，0.1~10mm，5MHz）
• 超声波测物位（液位、料位）
• 倒车雷达
• 机器人/智能车测距

局限性

• 声衰减大的材料测量困难
• 表面凹凸不平或形状极不规则的零件测量困难
• 液体中有气泡或液面波动时误差较大