无损检测技术的应用.doc

新疆工业高等专科学校 毕 业 设 计（论 文） 题 目 无损检测技术在化工设备中的应用 专 业 化工设备08-3班 学生姓名 杜金龙 学 号 081040 小组成员 指导教师 乔老师 完成日期 2011.4.17 摘 要 随着社会经济的发展交通运输业日益兴旺，汽车的数量在大副攀升。交通拥挤状况也日趋严重，撞车事件屡屡发生，造成了不可避免的人身伤亡和经济损失，针对这种情况，设计一种响应快，可靠性高且较为经济的汽车防撞预警系统势在必行，超声波测距法是最常见的一种距离测距方法，本文介绍的就是利用超声波测距法设计的一种倒车防撞报警系统。 论文的内容是基于AT89C51单片机倒车防撞系统的设计，主要是利用超声波的特点和优势，将超声波测距系统和AT89C51单片机结合于一体，设计出一种基于AT89C51单片机的倒车防撞报警系统。该系统采用软、硬件结合的方法，具有模块化和多用化的特点。 论文概述了超声波检测的发展及基本原理，阐述了超声波传感器的原理及特性。对于系统的一些主要参数进行了讨论，并且在介绍超声波测距系统功能的基础上，提出了系统的总体构成。通过多种发射接收电路设计方案比较，得出了最佳设计方案，并对系统各个设计单元的原理进行了介绍。对组成各系统电路的芯片进行了介绍，并阐述了它们的工作原理。论文介绍了系统的软件结构，通过编程来实现系统功能。最后，通过对系统的误差分析，给出了系统的改进方案。 关键字：单片机 超声波 AT89C51 目 录 第1章 绪论 1 1.1 超声检测发展综述 1 1.2 论文主要内容和章节安排 3 第2章 超声波测距原理 4 2.1 超声波传感器介绍 4 2.2 超声波检测概述 5 2.2.1 超声探伤 6 2.3 超声测距原理及实现 7 第3章 单片机超声波测距系统构想 8 3.1 超声波测距系统总体方案 8 3.2 系统主要参数考虑 9 3.2.1 传感器指向角 9 3.2.2 测距仪的工作频率 10 3.2.3 声速 10 3.2.4 发射脉冲宽度 10 3.2.5 测量盲区 10 第4章 单片机倒车防撞报警系统各组成单元方案设计 11 4.1 发射接收电路方案设计 11 4.2 显示报警单元方案设计 16 4.2.1 系统显示电路设计 17 4.2.2 系统报警电路设计 17 4.3 单片机复位电路 18 4.4 时钟电路 19 第5章 系统硬件及软件实现 20 5.1 单片机硬件介绍 20 5.1.1 单片机AT89C51介绍 20 5.1.2 8155芯片介绍 22 5.1.3 74LS244芯片介绍 22 5.2 运算放大器 23 5.3 LM567芯片介绍 24 5.4 探头UCM介绍 25 第6章 系统误差分析及改进 26 6.1 误差产生原因分析 27 6.1.1 温度对超声声速的影响 27 6.1.2 回波检测对时间测量的影响 27 6.1.3 超声传感器所加脉冲电压对测量范围和精度的影响 27 6.2 针对误差产生原因的系统改进方案 40 参考文献 42 致谢 43 第1章 绪 论 随着社会经济的发展,交通运输业日益兴旺，汽车的数量在大副攀升。交通拥挤状况也日趋严重，撞车事件屡屡发生，造成了不可避免的人身伤亡和经济损失，针对这种情况，设计一种响应快，可靠性高且较为经济的汽车防撞报警系统势在必行，超声波测距法是最常见的一种距离测距方法，应用于汽车停车的前后左右防撞的近距离，低速状况，以及在汽车倒车防撞报警系统中，超声波作为一种特殊的声波，同样具有声波传输的基本物理特性——折射，反射，干涉，衍射，散射。超声波测距即是利用其反射特性，当车辆后退时，超声波距离传感器利用超声波检测车辆后方的障碍物位置，并利用指示灯及蜂鸣器把车辆到障碍物的距离及位置通知驾驶人员，起到安全的作用。 超声波检测发展综述 高速度，高效率是现代工业的标志，而这是建立在高质量的基础之上的。设计和工艺人员理应了解：非均一的组织结构，随机出现的微观，宏观缺陷，常常可以有时甚至是只能依靠无损检测技术的运用方