CN219085144U - 一种回波测量系统及设备 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种回波测量系统及设备。包括：信号发射单元、自发射控制单元、信号传输链路和信号处理单元；信号发射单元与自发射控制单元电连接，信号发射单元用于出射探测信号；自发射控制单元与信号传输链路的第一端电连接；自发射控制单元用于控制探测信号传输至信号传输链路中；信号传输链路的第二端位于探测信号的传输路径上，用于传输探测信号至待探测目标，同时接收经待探测目标反馈的反馈信号；信号传输链路的第三端与信号处理单元电连接，信号传输链路的第三端用于将反馈信号传输至信号处理单元，信号处理单元用于接收反馈信号并进行分析处理。实现信号发射单元的自动接入和隔离，提高系统的切换速度和整体工作性能。

Description

一种回波测量系统及设备

技术领域

本实用新型涉及声波探测技术领域，尤其涉及一种回波测量系统及设备。

背景技术

回波测量是声学探测设备，电子雷达系统常用的探测方法，广泛应用于医疗、工业、军工、汽车等行业。对于声学探测、射频探测等回波探测法用于电子设备时，通常需要借助外部控制单元输出对应的控制信号以控制信号发射单元启动或关闭工作状态，进而保证信号链路中的信号正常传输，但是由于信号发射单元通常无法满足大电流、高电压、高摆率,这三者之间存在矛盾，不可同时提高，导致很多回波测量系统的性能无法进一步提升。

实用新型内容

本实用新型提供了一种回波测量系统及设备，实现回波测量系统的自动接入和隔离，提升电路切换速度，提高工作电压和工作电流。

第一方面，本实用新型实施例提供了一种回波测量系统，包括：信号发射单元、自发射控制单元、信号传输链路和信号处理单元；

所述信号发射单元的第一端与所述自发射控制单元的第二端电连接，所述信号发射单元的第二端接地；所述信号发射单元用于出射探测信号；

所述自发射控制单元的第一端与所述信号传输链路的第一端电连接；所述自发射控制单元用于控制所述探测信号传输至所述信号传输链路中；

所述信号传输链路的第二端位于所述探测信号的传输路径上，用于传输所述探测信号至待探测目标，同时接收经所述待探测目标反馈的反馈信号；

所述信号传输链路的第三端与所述信号处理单元电连接，所述信号传输链路的第三端用于将所述反馈信号传输至所述信号处理单元，所述信号处理单元用于接收所述反馈信号并进行分析处理。

可选的，所述回波测量系统还包括换能单元，所述换能单元位于所述信号传输链路和所述待探测目标之间，所述换能单元与所述信号传输链路的第二端电连接，所述换能单元用于将所述探测信号转换为探测声波信号，传输至所述待探测目标，同时接收经所述待探测目标反馈的反馈声波信号，并将所述反馈声波信号转换为反馈信号，传输至所述信号传输链路。

可选的，所述自发射控制单元包括第一二极管和第二二极管；

所述第一二极管的第一端和所述第二二极管的第二端电连接且均与所述信号传输链路的第一端电连接；所述第一二极管的第二端和所述第二二极管的第一端电连接且均与所述信号发射单元的第一端电连接。

可选的，所述自发射控制单元包括第一齐纳二极管和第二齐纳二极管；

所述第一齐纳二极管的第一端与所述信号发射单元的第一端电连接，所述第一齐纳二极管的第二端与所述第二齐纳二极管的第二端电连接；

所述第二齐纳二极管的第一端与所述信号传输链路的第一端电连接。

可选的，所述回波测量系统还包括信号耦合单元，所述信号耦合单元分别与所述自发射控制单元的第一端和所述信号传输链路的第一端电连接，所述信号耦合单元用于将所述探测信号耦合至所述信号传输链路。

可选的，所述信号耦合单元包括变压器单元，所述变压器单元的输入端与所述自发射控制单元的第一端电连接，所述变压器单元的输出端与所述信号传输链路的第一端电连接。

可选的，所述信号耦合单元包括电容，所述电容的第一极板与所述自发射控制单元的第一端电连接，所述电容的第二极板与所述信号传输链路的第一端电连接。

可选的，所述回波测量系统还包括供电单元，所述供电单元分别所述信号发射单元、所述自发射控制单元、所述信号传输链路和所述信号处理单元电连接，用于为所述信号发射单元、所述自发射控制单元、所述信号传输链路和所述信号处理单元供电。

可选的，所述信号处理单元还包括显示子单元，用于根据所述反馈信号显示所述待探测目标的形貌信息。

第二方面，本实用新型实施例提供了一种回波测量设备，包括第一方面中任一项所述的回波测量系统。

本实用新型实施例的技术方案，通过提供了一种回波测量系统，包括：信号发射单元、自发射控制单元、信号传输链路和信号处理单元；信号发射单元的第一端与自发射控制单元的第二端电连接，信号发射单元的第二端接地；信号发射单元用于出射探测信号；自发射控制单元的第一端与信号传输链路的第一端电连接；自发射控制单元用于控制探测信号传输至信号传输链路中；信号传输链路的第二端位于探测信号的传输路径上，用于传输探测信号至待探测目标，同时接收经待探测目标反馈的反馈信号；信号传输链路的第三端与信号处理单元电连接，信号传输链路的第三端用于将反馈信号传输至信号处理单元，信号处理单元用于接收反馈信号并进行分析处理。实现信号发射单元的自动接入和隔离，提高系统的切换速度和整体工作性能，同时还能有效降低制作成本。

应当理解，本部分所描述的内容并非旨在标识本实用新型的实施例的关键或重要特征，也不用于限制本实用新型的范围。本实用新型的其它特征将通过以下的说明书而变得容易理解。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本实用新型实施例提供的一种回波测量系统的结构示意图；

图2为本实用新型实施例提供的另一种回波测量系统的结构示意图；

图3为本实用新型实施例提供的另一种回波测量系统的结构示意图；

图4为本实用新型实施例提供的另一种回波测量系统的结构示意图；

图5为本实用新型实施例提供的另一种回波测量系统的结构示意图；

图6为本实用新型实施例提供的一种回波测量设备的结构示意图。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本实用新型方案，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本实用新型保护的范围。

需要说明的是，本实用新型的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本实用新型的实施例能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。

图1为本实用新型实施例提供的一种回波测量系统的结构示意图，如图1所示，回波测量系统100包括：信号发射单元101、自发射控制单元102、信号传输链路103和信号处理单元104；信号发射单元101的第一端与自发射控制单元102的第二端电连接，信号发射单元101的第二端接地；信号发射单元101用于出射探测信号；自发射控制单元102的第一端与信号传输链路103的第一端电连接；自发射控制单元102用于控制探测信号传输至信号传输链路103中；信号传输链路103的第二端位于探测信号的传输路径上，用于传输探测信号至待探测目标105，同时接收经待探测目标105反馈的反馈信号；信号传输链路103的第三端与信号处理单元104电连接，信号传输链路103的第三端用于将反馈信号传输至信号处理单元104，信号处理单元104用于接收反馈信号并进行分析处理。

其中，信号发射单元101用于出射探测信号，探测信号为交变电压信号或者交变电流信号；自发射控制单元102与信号发射单元101电连接，当回波测量系统100中需要探测信号进行待探测目标105探测时，由于自发射控制单元102位于探测信号的传输路径上，因此当自发射控制单元102导通，探测信号经自发射控制单元102传输，自发射控制单元102的第一端与信号传输链路103的第一端电连接，进而探测信号至信号传输链路103中；当探测信号已经由自发射控制单元102传输至信号传输链路103中，此时为避免信号传输链路103中存在多个探测信号，影响探测效果，同时信号发射单元101的接入不当，会破坏信号传输链路103的特性阻抗，导致探测信号失真或者回波测量系统100失效，严重影响测量效果。此时自发射控制单元102会自动断开，避免信号发射单元101出射的探测信号持续输出至信号传输链路103中。自发射控制单元102可以为由半导体材料组成的半导体器件，使其能够利用自身半导体材料的势垒电压实现信号发射单元101的自动接入或者隔离，以代替传统方式的发射开关的设计，提高系统的整体切换速度和响应速度。自发射控制单元102可以为二极管、三极管、齐纳二极管、晶体管等，具体类型可以根据实际设计需求进行选择，本实用新型实施例不做具体限定。信号传输链路103的第二端位于探测信号的传输路径上，使得探信号传输链路103的第二端靠近待探测目标105，探测信号能够经信号传输链路103的第二端出射至待探测目标105，并经待探测目标105反射生成反馈信号，反馈信号能够再次进入至信号传输链路103的第二端，经信号传输链路103进行传输至信号处理单元104，信号处理单元104可以为处理器或者中央处理单元，其包含运算逻辑部件、寄存器部件和控制部件等，并具有处理指令、执行操作、控制时间、处理数据等功能。信号处理单元104接收待探测目标105反馈的反馈信号，并对反馈信号进行分析处理，进而展现待探测目标105的表面形貌状态，便于用户查看，完成测量。

本实用新型实施例通过利用自发射控制单元的设置，使得信号发射单元发射的探测信号可以根据需要接入或者不接入至回波测量系统，无需额外的控制元件进行控制，简化回波测量系统的结构，降低制备成本，同时提高切换速度，也可以提高工作电压和工作电流，提升回波测量系统的性能。

可选的，继续参考图1，回波测量系统100还包括换能单元106，换能单元106位于信号传输链路103和待探测目标105之间，换能单元106与信号传输链路103的第二端电连接，换能单元106用于将探测信号转换为探测声波信号，传输至待探测目标105，同时接收经待探测目标105反馈的反馈声波信号，并将反馈声波信号转换为反馈信号，传输至信号传输链路103。

其中，回波测量系统100还设置有换能单元106，换能单元106可以为换能器，换能单元106位于信号传输链路103和待探测目标105之间，由于经信号传输链路103的第二端输出的探测信号此时为电信号，难以实现对待探测目标105的探测，换能单元106与信号传输链路103的第二端电连接，换能单元106能够将探测信号转换为探测声波信号，传输至待探测目标105，进行待探测目标105的探测，探测声波信号在带探测目标的表面发生反射，形成反馈声波信号，由于信号传输链路103和信号处理单元104无法对反馈声波信号进行传输，因此该反馈声波信号会再次经过换能单元106，由换能单元106再次接收反馈声波信号，将反馈声波信号转换为反馈信号，反馈信号为电信号，以传输至信号传输链路103，由信号传输链路103进行反馈信号传输，进而传输至信号处理单元104，使其能够接收该反馈信号并进行分析处理。

可选的，继续参考图1，自发射控制单元102包括第一二极管107和第二二极管108；第一二极管107的第一端和第二二极管108的第二端电连接且均与信号传输链路103的第一端电连接；第一二极管107的第二端和第二二极管108的第一端电连接且均与信号发射单元101的第一端电连接。

其中，示例性的，如图1所示，自发射控制单元102由两个二极管组成，即图中的第一二极管107和第二二极管108，第一二极管107和第二二极管108的类型相同，第一二极管107和第二二极管108反向并联，即第一二极管107的第二端和第二二极管108的第一端电连接且均与信号发射单元101的第一端电连接，以用于接收信号发射单元101出射的探测信号，同时由于探测信号为交变电信号，在探测信号能够满足第一二极管107正向导通的势垒电压和第二二极管108反向击穿的导通电压时，使得第一二极管107和第二二极管108均处于导通状态，同时第一二极管107的第一端和第二二极管108的第二端电连接且均与信号传输链路103的第一端电连接，使得探测信号经信号传输链路103的第一端进入至信号传输链路103中。同时对于经待探测目标105反馈的反馈信号，由于反馈信号的信号强度难以满足第一二极管107和第二二极管108导通的势垒电压，即反馈信号的信号强度小于探测信号的信号强度，因此在反馈信号在信号传输链路103中传播时，自发射控制单元102始终处于关断状态。

可选的，图2为本实用新型实施例提供的另一种回波测量系统的结构示意图，如图2所示，自发射控制单元102包括第一齐纳二极管109和第二齐纳二极管110；第一齐纳二极管109的第一端与信号发射单元101的第一端电连接，第一齐纳二极管109的第二端与第二齐纳二极管110的第二端电连接；第二齐纳二极管110的第一端与信号传输链路103的第一端电连接。

其中，示例性的，如图2所示，自发射控制单元102由两个齐纳二极管组成，即图中的第一齐纳二极管109和第二齐纳二极管110，第一齐纳二极管109和第二齐纳二极管110的类型相同，第一齐纳二极管109和第二齐纳二极管110反向串联连接，即第一齐纳二极管109的第一端与信号发射单元101的第一端电连接，使得当探测信号满足第一齐纳二极管109的反向击穿电压以及第二齐纳二极管110的导通电压时，使得第一齐纳二极管109和第二齐纳二极管110均处于导通状态，同时第一齐纳二极管109的第一端和第二齐纳二极管110的第二端电连接且均与信号传输链路103的第一端电连接，使得探测信号经信号传输链路103的第一端进入至信号传输链路103中。同时对于经待探测目标105反馈的反馈信号，由于反馈信号的信号强度难以满足第一齐纳二极管109的反向击穿电压和第二齐纳二极管110的导通电压，即反馈信号的信号强度小于探测信号的信号强度，因此在反馈信号在信号传输链路103中传播时，自发射控制单元102始终处于关断状态。

可选的，图3为本实用新型实施例提供的另一种回波测量系统的结构示意图，如图3所示，回波测量系统100还包括信号耦合单元111，信号耦合单元111分别与自发射控制单元102的第一端和信号传输链路103的第一端电连接，信号耦合单元111用于将探测信号耦合至信号传输链路103。

其中，除了利用自发射控制单元102导通直接耦合的方式将探测信号传输至信号传输链路103中，回波测量系统100还包括信号耦合单元111，信号耦合单元111设置在自发射控制单元102与信号传输链路103之间并且与二者均进行电连接，通过利用信号耦合单元111对探测信号进行耦合的方式，进而使得经自发射控制单元102出射的探测信号经信号耦合单元111传输至信号传输链路103中，进而满足探测的需求，信号耦合单元111可以为变压器耦合、电容113耦合等方式，具体方式可以根据实际设计需求进行选择，本实用新型实施例不做具体限定。

可选的，图4为本实用新型实施例提供的另一种回波测量系统的结构示意图，如图4所示，信号耦合单元111包括变压器单元112，变压器单元112的输入端与自发射控制单元102的第一端电连接，变压器单元112的输出端与信号传输链路103的第一端电连接。

其中，信号耦合单元111可以为变压器单元112，变压器单元112的输入端连接有第一线圈绕组，变压器单元112的输出端连接有第二线圈绕组，如图4所示，第一线圈绕组和第二线圈绕组中的线圈匝数可以相同，保证探测信号传输过程中的一致性，第一线圈绕组和第二线圈绕组中的线圈匝数也可以不同，以进行探测信号的调节，具体调节方式可以根据实际设计需求进行选择，本实用新型实施例不做具体限定。变压器单元112的输入端与自发射控制单元102的第一端电连接，自发射控制单元102导通，此时信号发射单元101出射的探测信号，经自发射控制单元102传输至变压器单元112的输入端，通过线圈耦合的方式耦合至变压器单元112的输出端，由于变压器单元112的输出端与信号传输链路103的第一端电连接，探测信号能够经变压器单元112的输出端传输至信号传输链路103中，进而进行待探测目标105的探测识别。

可选的，图5为本实用新型实施例提供的另一种回波测量系统的结构示意图，如图5所示，信号耦合单元111包括电容113，电容113的第一极板1131与自发射控制单元102的第一端电连接，电容113的第二极板1132与信号传输链路103的第一端电连接。

其中，信号耦合单元111可以为电容113，电容的类型和电容的容量可以根据实际设计需求进行选择，本实用新型实施例不做具体限定。电容113包括第一极板1131和第二极板1132，电容113的第一极板1131与自发射控制单元102的第一端电连接，自发射控制单元102导通，此时信号发射单元101出射的探测信号，经自发射控制单元102传输至电容113的第一极板1131，通过耦合的方式耦合至电容113的第二极板1132，由于电容113的第二极板1132与信号传输链路103的第一端电连接，探测信号能够经电容113的第二极板1132传输至信号传输链路103中，进而进行待探测目标105得探测。

可选的，继续参考图1、图2、图3、图4和图5，回波测量系统100还包括供电单元(图中并未示出)，供电单元分别信号发射单元101、自发射控制单元102、信号传输链路103和信号处理单元104电连接，用于为信号发射单元101、自发射控制单元102、信号传输链路103和信号处理单元104供电。

其中，回波测量系统100还设置有供电单元，供电单元可以为外部供电设备，供电单元用于为信号发射单元101、自发射控制单元102、信号传输链路103和信号处理单元104供电，进而保证回波测量系统100的正常工作。

可选的，继续参考图1、图2、图3、图4和图5，信号处理单元104还包括显示子单元113，用于根据反馈信号显示待探测目标105的形貌信息。

其中，信号处理单元104还设置有显示子单元113，显示子单元113通常可以为显示屏，显示子单元113用于经信号处理单元104接收到反馈信号进行显示，以直观展现待探测目标105的形貌信息，以便用户进行查看以了解待探测目标105。

图6为本实用新型实施例提供的一种回波测量设备的结构示意图，如图6所示，回波测量设备200包括上述实施例中任一项所述的回波测量系统100。

需要说明的是，由于本实施例提供的回波测量设备200包括如本实用新型实施例提供的任意所述的回波测量系统100，其具有回波测量系统100相同或相应的有益效果，此处不做赘述。

上述具体实施方式，并不构成对本实用新型保护范围的限制。本领域技术人员应该明白的是，根据设计要求和其他因素，可以进行各种修改、组合、子组合和替代。任何在本实用新型的精神和原则之内所作的修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型保护范围之内。

Claims (10)

1.一种回波测量系统，其特征在于，包括：信号发射单元、自发射控制单元、信号传输链路和信号处理单元；

所述信号发射单元的第一端与所述自发射控制单元的第二端电连接，所述信号发射单元的第二端接地；所述信号发射单元用于出射探测信号；

所述自发射控制单元的第一端与所述信号传输链路的第一端电连接；所述自发射控制单元用于控制所述探测信号传输至所述信号传输链路中；

所述信号传输链路的第二端位于所述探测信号的传输路径上，用于传输所述探测信号至待探测目标，同时接收经所述待探测目标反馈的反馈信号；

所述信号传输链路的第三端与所述信号处理单元电连接，所述信号传输链路的第三端用于将所述反馈信号传输至所述信号处理单元，所述信号处理单元用于接收所述反馈信号并进行分析处理。

2.根据权利要求1所述的回波测量系统，其特征在于，所述回波测量系统还包括换能单元，所述换能单元位于所述信号传输链路和所述待探测目标之间，所述换能单元与所述信号传输链路的第二端电连接，所述换能单元用于将所述探测信号转换为探测声波信号，传输至所述待探测目标，同时接收经所述待探测目标反馈的反馈声波信号，并将所述反馈声波信号转换为反馈信号，传输至所述信号传输链路。

3.根据权利要求1所述的回波测量系统，其特征在于，所述自发射控制单元包括第一二极管和第二二极管；

所述第一二极管的第一端和所述第二二极管的第二端电连接且均与所述信号传输链路的第一端电连接；所述第一二极管的第二端和所述第二二极管的第一端电连接且均与所述信号发射单元的第一端电连接。

4.根据权利要求1所述的回波测量系统，其特征在于，所述自发射控制单元包括第一齐纳二极管和第二齐纳二极管；

所述第一齐纳二极管的第一端与所述信号发射单元的第一端电连接，所述第一齐纳二极管的第二端与所述第二齐纳二极管的第二端电连接，

所述第二齐纳二极管的第一端与所述信号传输链路的第一端电连接。

5.根据权利要求1所述的回波测量系统，其特征在于，所述回波测量系统还包括信号耦合单元，所述信号耦合单元分别与所述自发射控制单元的第一端和所述信号传输链路的第一端电连接，所述信号耦合单元用于将所述探测信号耦合至所述信号传输链路。

6.根据权利要求5所述的回波测量系统，其特征在于，所述信号耦合单元包括变压器单元，所述变压器单元的输入端与所述自发射控制单元的第一端电连接，所述变压器单元的输出端与所述信号传输链路的第一端电连接。

7.根据权利要求5所述的回波测量系统，其特征在于，所述信号耦合单元包括电容，所述电容的第一极板与所述自发射控制单元的第一端电连接，所述电容的第二极板与所述信号传输链路的第一端电连接。

8.根据权利要求1所述的回波测量系统，其特征在于，所述回波测量系统还包括供电单元，所述供电单元分别所述信号发射单元、所述自发射控制单元、所述信号传输链路和所述信号处理单元电连接，用于为所述信号发射单元、所述自发射控制单元、所述信号传输链路和所述信号处理单元供电。

9.根据权利要求1所述的回波测量系统，其特征在于，所述信号处理单元还包括显示子单元，用于根据所述反馈信号显示所述待探测目标的形貌信息。

10.一种回波测量设备，其特征在于，包括权利要求1-9中任一项所述的回波测量系统。

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