[实用新型]一种基于超声波的路面材质检测装置

说明书

本实用新型公开了一种基于超声波的路面材质检测装置，包括：主控电路板和壳体，所述主控电路板位于所述壳体内部，所述主控电路板包括主控制器MCU、收发转换器、信号放大器和超声波换能器，所述主控电路板连接一供电模块，所述供电模块为所述主控电路板供电；所述主控制器MCU定时通过所述收发转换器切换发送状态和接收状态；所述主控制器MCU用于通过所述收发转换器向所述超声波换能器发送方波电信号，还用于通过所述信号放大器接收所述收发转换器的回馈电信号，所述主控制器MCU根据所述回馈电信号输出高低电平。本实用新型可以以毫秒级别的频率实现路面材质的检测，可以快速高效稳定的识别路面材质。

技术领域

本实用新型属于路面材质检测领域，尤其涉及一种基于超声波的路面材质检测装置。

背景技术

车辆在行驶过程中会经过各种材质的路况，往往需要根据路况采取不同措施。例如，在经过铺装路面和泥泞路面时，需要驾驶员人为判断和操作来控制车辆的功率输出，防止车辆打滑的同时达到最优的效率。目前的汽车方案都是采用车辆检测到轮胎已经打滑后再进行紧急处理，比如说电子限滑、机械限滑，再由驾驶员手动切换驾驶模式。但本质上还是人为的判断路面材质，无法精准快速的确认路面材质，也无法精准的根据路面材质控制车辆功率输出。

实用新型内容

针对上述问题，本实用新型提供了一种基于超声波的路面材质检测装置，可以以毫秒级别的频率实现路面材质的检测，可以快速高效稳定的识别路面材质，从而使车辆自动识别路面材质情况，减小因人为识别的误差而导致的打滑、陷车概率，保证车辆和乘车人员安全。

为了实现上述目的，本实用新型采用的技术方案为：

一种基于超声波的路面材质检测装置，包括：主控电路板和壳体，所述主控电路板位于所述壳体内部，所述主控电路板包括主控制器MCU、收发转换器、信号放大器和超声波换能器，所述主控电路板连接一供电模块，所述供电模块为所述主控电路板供电；所述主控制器MCU定时通过所述收发转换器切换发送状态和接收状态；所述主控制器MCU用于通过所述收发转换器向所述超声波换能器发送方波电信号，还用于通过所述信号放大器接收所述收发转换器的回馈电信号，所述主控制器MCU根据所述回馈电信号输出高低电平。

优选地，所述超声波换能器包括谐振子和压电陶瓷片，所述压电陶瓷片包括正极和负极，所述压电陶瓷片通过所述正极和负极连接一电极片，所述压电陶瓷片另一侧粘结有所述谐振子，所述电极片与所述主控电路板连接，所述主控电路板外接信号传输线。

更优选地，所述谐振子和压电陶瓷片外部设有保护壳，所述电极片、主控电路板和壳体之间填充有硬性保护胶，所述电极片和压电陶瓷片之间以及壳体和保护壳之间均填充有软性缓冲胶。

更优选地，所述压电陶瓷片频率范围为200kHz—500kHz。

优选地，所述主控电路板提供一根信号输出使能引脚。

优选地，所述主控制器MCU通过两个引脚连接所述收发转换器，所述收发转换器包括两个与非门芯片和两个电子开关，所述主控制器MCU通过两个引脚分别输出相位相反、频率相同的波形至所述与非门芯片，所述与非门芯片输出驱动脉冲波形至所述电子开关，所述电子开关分别对应所述收发转换器的发送状态和接收状态。

更优选地，信号放大器包括低噪声运算放大器、二级运算放大器、肖特二极管和测量电容，所述超声波换能器发出的超声波遇路面产生回声，所述回声经过所述超声波换能器产生回馈电信号，所述回馈电信号依次经过所述低噪声运算放大器、二级运算放大器和肖特二极管为所述测量电容充电，所述主控制器MCU用于采集所述测量电容两端电压并根据所述测量电容两端电压输出高低电平。

更优选地，主控制器MCU还连接开关电路，所述开关电路用于对所述测量电容放电；所述主控制器MCU用于在采集所述测量电容两端电压到状态结束后，输出高电平控制所述开关电路导通。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：