Question

您好！最近在研究超声波探头的各种特性。关于中心频率问题，

一般说法是驱动频率等于探头中心频率时，探头的工作效率最高。这个可以理解，在实际测试时，如40Khz中心频率的探头，用38khz的驱动频率驱动，发现接收波形的频率仍然为40khz。想问问那超声波的频率到底是38khz还是40khz呢？有没有接收波频率随着驱动频率改变而改变的探头呢？科研急需这种探头，希望得到帮助！谢谢！

Answer 1

你用一个40KHz的探头，给他38KHz的驱动信号，它返回的还是40KHz，对吧？
我认为是电路有问题，其实返回的和发射的频率是一样的，出去的是38，回来依旧是三八，只是信号的幅度（强度）可能没有中心频率（40KHz）的大，当然目标移动产生多普勒效应的除外。
我们曾经有一款产品，为了增加检测周期，用一对40KHz探头，在一个声波往返周期内检测3次，也就是用一个探头分别发出37KHz、40KHz、43KHz的频率信号，用另一个探头接收并利用DSP的高速FFT计算来区分它们。这种技术早在两年前就已经形成产品并投放市场，所以我能肯定的这么说。

至于你的38KHz怎么会变成40KHz，我认为上官分析的没错，可能是余震或者电路中的带通环节导致的。

追问

我们现在想尝试发射频率为f1，f2，f3的驱动信号，得到相应的发射与接收信号的相位差θ1，θ2，θ3，通过一定算法，获得距离值，但前提是接收波和发射波频率一样，最近在做测试验证可行性，对您所说的产品很感兴趣，请问具体是什么产品？十分感谢！

追答

是一种在公路上对车辆进行识别和统计的产品，主要技术路径是采用超声波测距原理，对下方经过的车辆进行高速、连续测高，以此绘制出车顶的轮廓曲线，通过软件算法来识别车辆类型。
这个产品是我在2003年立项研制的，新的产品、对应新的市场，第一代产品可靠性不是很好，我和开发成员被大量的现场维折磨了几年后，终于在2007年腾出精力研制了第二代，这次把可靠性放在第一位，因此市场使用量很大，也获得了很多荣誉和专利，但产品的材料和生产成本较高；2010年研制第三代，第三代在降低材料成本和生产难度的基础上又增加了‘扫频’技术，这就是上面提到的那个多频率检测技术。
由于担心涉及到很多企业的技术秘密，我只能给你看第二代的产品工程方案，这个方案是可以公开的，但足以能说明这是个什么东西了。
http://wenku.baidu.com/view/3411dd73f242336c1eb95e3c.html

Answer 2

在超声波设备设备中，一般来说是20KHZ--80KHZ， 其中40KHZ.35KHZ.或36KHZ. 20KHZ, 各种频率的设备频率的范围基本上是在50HZ--500HZ是比较正常的。焊头调幅器以及换能器的频率是固定的，更改任何部件的频率，都会出现问题，如果想进一步探讨我的地址是：zhanglm9391@sina.com

Answer 3

这种情况下，超声波频率就是40KHZ，我们在做超声的时候，基本上出厂标称的40KHZ都是在39KHZ左右，这种情况很正常。
你说的接收波频率随着驱动频率改变而改变的探头其实就是变频吧，目前国内外还没有能生产这种变频探头的，只有超声波清洗机会有双频或多频的，但这种也不是任意改变的，而是有选择的。
如果还有什么超声的问题，随时可以来问我。
上海生析超声仪器有限公司 QQ1143719268或TEL 021-54284029

追问

那就是说没有可能分别发射38k、40k的驱动信号，接收波频率分别为38k、40k了，是吗？

Answer 4

如果单脉冲驱动，它的余震有可能就是换能器的中心频率。一般来说，你如果发射8~15个脉冲，应该就不会出现这种问题。要不就是这种换能器的Q值很高，38K的频率的信号很弱，没有被你检测到，它检测到的是它的余震产生的信号。

追问

是不是您认为38k的驱动信号是能产生38k的超声波，只不过能量弱，没有被检测到，检测到的是驱动信号停止后，余震产生的超声波?是可以这么理解吗？我发射的是38k的8个脉冲，分别检测接收波前段、中段、后段的频率为39.06k、39.37k、39.37k。

追答

呵呵，我的理解是那样的。至于具体的愿意，要仔细分析一下。当然要做很多测试。