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怎样杀死吃水泥的白蚁

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野性的发带
2023-01-19 20:18:55

怎样杀死吃水泥的白蚁

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苗条的银耳汤
2026-05-22 05:34:01

白蚁的危害及防治一、白蚁的种类白蚁的种类有很多种,我国已知有白蚁四科、四十七属、四百八十多种。其中危害较严重的有土木栖的家白蚁(也叫台湾乳白蚁)、土栖的黑翅大白蚁、黄翅大白蚁和散白蚁属的黑胸散白蚁、黄胸散白蚁、堆沙散白蚁等。广州地区危害较严重的是家白蚁,其中是散白蚁种类、黑翅土白蚁和黄翅土白蚁对堤坝的危害较大。 在河南危害的白蚁主要是散白蚁、黑翅土白蚁和黄翅土白蚁。二、如何防治白蚁白蚁的危害具有高度的隐蔽性和破坏性,当发现其危害时,往往已经造成不可挽回的损失,因此,白蚁的防治是极为重要的。首先:要鉴定出白蚁的种类,这对防治极为重要,因为散白蚁和土白蚁的防治方法有很大的差别;第二、防治方法要正确。由于河南在历史上并非白蚁的重灾区,政府也没有相应的研究和防治机构,因此,全省的专业人员是极少的。即便是专业的虫害防治公司,在白蚁防治上往往也是照本宣科,因而收效甚微。这是因为在白蚁防治中实践经验是极其重要的,如:蚁巢、蚁路、蚁线、吸水线的寻找及土白蚁的蚁被、指示植物的寻找,没有三五年经验是很难找到的,而这些对防治又是极为重要的,少了这一环,可以说防治是收不到效果的。而我省大多数专业公司不具备这样的专业人才。无论采用什么方法,都要围绕“杀灭蚁后、蚁王”这个中心进行,只有它们被消灭了,白蚁防治就成功了90%以上了。近几年,我公司在郑州、洛阳、驻马店、平顶山、南阳等地的防治案例中,就发现了不少因方法不正确而导致效果较差的问题:郑州市某宾馆:白蚁危害几年,请了几家虫害防治公司,都没得到有效治理。后求助我公司,我公司经现场勘察后确定为散白蚁,并综合采用清巢、喷洒药剂、布施粉剂等方法进行处理,如今已两年多了,经现场勘察和客户反馈都没再发现白蚁,说明已消灭干净。郑州某家庭:2004年发现白蚁危害,请专业公司做了三年也没得到治理,后求助我公司,专业人员对场后,发现处理方法仅仅是在地角线撒施白蚁粉。在指出防治方法不正确之后,专业人员全面勘察了现场,并迅速找到了蚁路,在征得业主的同意后,撬开了局部的地角线,大量白蚁立现!业主在震惊之余,感慨地说:和敌人斗争了几年,终于看到敌人是什么样子了!专业人员对室内外进行了全面的技术处理,经过近两年业主和公司的共同勘察,发现白蚁已经绝迹!类似的例子还很多,归纳起来只有一点,方法不正确,再好的药也没有用!这需要专业知识和实践经验。三、白蚁的相关知识(一) 白蚁危害的特点

1.隐蔽性

白蚁生活在黑暗环境中,筑巢在土中、木头里或在高大的土垅内,修筑隧道活动隐蔽,危害不易使人察觉,一旦发现,损失严重,已无法挽回,所以白蚁是建筑物、水库堤坝的大隐患。

2.广泛性

白蚁危害范围十分广泛,涉及到国民经济的许多部门,如房屋建筑、交通设施、电讯设备、江河堤围、水库土坝、档案图书、纺织品、武器弹药、各种农林植物等,人们的衣食住行和各种用具无不遭受其害。

3.严重性

危害率高,破坏性大;白蚁造成的损失惊人,据资料统计, 在 房 屋 建 筑 方 面, 长 江 流 域 危 害 率 一 般 可 占 房 屋 总 数 的 40%-50%;华南地区危害率可上升到60%-80%,广东可高达90%。据统计,全国2 3个城市仅房屋白蚁造成的损失,每年约800亿人民币,莫尔丁(Mauldin)认为,每年美国房地产业主因白蚁的损失代价为7.5-15亿美元。

4.易传播和扩散蔓延

白蚁被人引进,由原产地传播到新的国家或地区蔓延危害,已有记录的种类达40 多种,楹白蚁属(Incisitermes)传播其他地区或国家的种类已有7种,散白蚁属(Reticulitermes)有4种。

(二) 白蚁对房屋建筑的破坏

房屋不论是泥木结构、砖木结构、混凝土结构均可受到白蚁的危害,严重的甚至引起房屋倒塌,人畜伤亡。随着钢筋混凝土建筑的增多,被白蚁破坏造成倒塌的危害性的比率是在逐步降低,但在新建的大厦内部木构件仍可遭受白蚁的危害。特别现代建筑物采用钢筋混凝土高层建筑,加之空调机的广泛使用,创造了一年四季适合白蚁生长繁殖条件,加深了白蚁的危害性和隐蔽性,给城市建筑白蚁治理带来了新问题,值得重视。

(三) 白蚁对交通设施和电讯设备的破坏

白蚁常蛀蚀铁路枕木、车厢、铁路与枕木之间的垫板。据广州铁路局灭蚁小组调查,南方约有20%-25%的车厢受白蚁危害。轮船、轮渡、木驳船和码头等也受白蚁危害,据广东调查,珠江内河船只受白蚁危害率达54.7%。白蚁对埋地通信电缆塑料护套层的蛀蚀占广东省通讯线路总故障率的60%-80%。此外,白蚁对漆包线、胶皮线、黄蜡布、线槽板和开关板等电力器材也能破坏,严重的可引起短路事故。

(四) 白蚁对江河堤围和水库土坝的破坏

白蚁能在江河堤围和水库土坝内密集营巢,迅速繁殖,菌圃星罗棋布,蚁道四通八达,有些蚁道甚至穿通堤坝的内外坡。一旦汛期水位升高、超越蚁路时,水流便渗入隐藏在堤内的空洞和通道,常常出现险情,情况严重甚至会出现滑坡和垮堤垮坝,造成洪水泛滥,带来人民生命财产的严重损失。据调查,南方各省15年以上的河堤和水库堤坝90%-100%有土栖白蚁。据统计,湖北荆州大堤长182.4公里,有白蚁堤段占50.6%;荆州地区有大、中、小型水库732座,约有80%以上水库受白蚁危害。

(五) 白蚁对农林植物的危害

许多林木、果树和农作物都可遭受白蚁侵袭。据初步调查,白蚁危害各类植物达 300多种。轻则影响树木的正常生长,重则造成树木空心、死亡。在我国南方丘陵地区杉木林基地,白蚁危害一般达40%-60%,以杉木新产区受害更重,严重的植株被害率达100%, 1990年杭州受白蚁危害的常见园林树木达130多种,分布于各主要风景点。 1.乳白蚁型的防治方案

1.1 找巢技术 台湾乳白蚁活动隐蔽,但也易暴露痕迹,蚁巢埋藏得再秘密,在物体表面也会露出蛛丝马迹。通常的找巢,实际上是先找外露特征。

1.1.1 利 用外露特征找巢

1.1.1.1 排积物 白蚁的排积物俗称“白蚁泥”,是灰褐色或棕褐色的疏松泥块,一般认为是工蚁筑巢时从巢内排出的经过加工的物质。排积物通常堆积在蚁巢的外围,有些直接挨近蚁巢,有些离蚁巢稍远一些。排积物的多少在一定程度上反映了蚁巢的大小。大树有了蚁巢,在大树的枯枝断面往往有排积物堆积。土木结构和砖木结构的简易民房的地上巢,排积物大多比较明显。但也有一些隐蔽的蚁巢,如混凝土结构的地下巢,天花板内的蚁巢,其排积物就不一定显示出来,因此还要参照其他特征来找巢。

1.1.1.2 分飞孔 又称羽化孔、移植孔、分群孔。是成熟有翅繁殖蚁分飞时出飞的孔口,是该种白蚁活动的一个极明显的外露迹象,特别是在分飞季节及其前后阶段。

分飞孔附近一般都有巢存在,其位置通常都在巢的上方或同一水平上,多数离巢近则1-3米,远则10-20米以上。

1.1.1.3 通气孔 又称通风孔、透气孔。是白蚁调节气体和温、湿度的小孔。其直径在1mm左右,孔细如针,非近看不能发现,孔口圆形,呈小米状或芝麻状等。通气孔数量从数个至数十个,不规则地排列成团状(梅花状)或虚线状。如果在较大木柱表面、空心墙壁、石灰砒荡天花板上,或贴近地上蚁巢(包括树巢)的表层或附近找到了通气孔,则大致可以肯定蚁巢在其中。

上述三个主要外露迹象,在一个蚁巢中,有时会同时具备,有时则只有其中一个或两个。一般地说,主巢多有通气孔,分飞孔出现于开始分飞的成年巢,幼龄巢没有分飞孔,排积物也少。

除上述三个寻找蚁巢的依据外,尚有下列线索可作为找巢辅助依据。

1.1.1.4 根据水渍判断蚁巢 白蚁如在内有木筋结构的石灰砒荡墙里或用石灰粉刷的天花板中筑巢,由于白蚁巢内会保持一定的温度,其巢中饱和水蒸气会渗透到石灰中,形成淡黄色的水渍。除因房屋漏湿而造成的水渍外,如在出现水渍的地方同时出现通气孔或分飞孔,则可判断其中必有蚁巢。

1.1.1.5 根据蚁路判断蚁巢 蚁路是白蚁通向受害物觅取食物,或联系主、副巢,或通往分飞孔、通气孔等处的通路,也是白蚁活动免受天敌侵袭的掩体。通常近蚁巢处蚁路密集且较粗阔,挑破蚁路后,工蚁修补蚁路速度快,出现的兵蚁数量多。若有大量白蚁慌忙朝一个方向逃去,则逃去的方向为蚁巢方向。如果挑破蚁路后没有出现上述现象,则蚁巢离此地较远。

1.1.1.6 根据吸水线判断蚁巢 吸水线是家白蚁通往水源吸取水分的蚁路。在外形上吸水线比一般蚁路较宽,约有1-2个手指宽度。吸水线常保持高度潮湿,白蚁活动频繁,成排地上下川流不息。一般主巢都有吸水线,发现了吸水线,则可断定蚁巢离此不远,但吸水线一般都筑在特别隐蔽的地方,不太容易发现。 1.1.2 利用放射性同位素示踪法找巢 利用放射性同位素I131和Au198示踪寻找台湾乳白蚁蚁巢,在我国始于60年代中期。上海白蚁防治研究所率先利用I131示踪探测台湾乳白蚁巢获得成功,以后陆续在全国许多省市应用,解决了一些构筑得十分隐蔽的蚁巢和“老大难”患区的蚁害问题,从中还进一步掌握了白蚁的活动规律。

1.1.3 利用声频仪测白蚁巢 广东省昆虫研究所研制的微音测白蚁装置、武汉市白蚁防治所与武汉电子仪器厂研制的BC-Ⅰ型白蚁声频探测仪,都由两部分组成:一是探头(声换能器),用压电陶瓷片或晶体片制成,白蚁活动时产生的微弱信号,通过探头壳传给换能器,换能器因受声波压力作用产生弯曲,在片的两面形成微弱的电信号,从而将声能转换成电能;二是选频放大器,把微弱的电讯号进行放大,传入****耳塞。

1.1.4 找巢的重点部位 蚁巢是整个白蚁群体活动的中心,一般可划分为地上巢、地下巢和两栖巢。白蚁好温怕冷,好湿怕水,好暗怕光,好宁静怕震动。木材集中、通风不畅处都是家白蚁巢的适宜场所。不同的建筑物巢位各异,相同的建筑巢位也有不同,但巢位的分布有一定的规律性。

1.1.4.1 砖木结构房屋重点部位 蚁巢大多筑在木材最粗大的正梁与墙交接部位,还有地楞木两端的入墙部位,较粗大木柱近地部位,门框角、窗框角及附近空心墙壁中,木楼梯转弯处空隙部位或楼梯底的横木与墙壁连接部位,木楼楞或其他较大木柱两端的入墙部位,较粗大梁柱衔接地方特别是穿枋部位,内有木筋结构的石灰砒荡的墙壁中,厨房、浴室、卫生间的夹层缝隙里,水管、水池附近的空心墙壁或缝隙里,久未搬动并贴近地面或紧靠墙壁的木箱、木橱、木框中或储藏室里。

1.1.4.2 混凝土结构房屋重点部位 蚁巢多在卫生间、浴室、厨房、锅炉间和有空心位置的砖墙内,门架、梯脚、靠墙角的部位,台阶的填土部位和炉灶部位,大门两侧柱头的空心部位,大楼门口方向的沿口部位及腰线,混凝土楼梯踏步下,砖柱或砖墩中的空心部位以及管道、水暖设备的空心部位等。

1.1.4.3 地下重点部位 乳白蚁地下巢穴通常在门框脚、木柱脚的入土部位,房前屋后门口水泥踏步下空隙部位,靠近墙角或墙边的泥土地、水泥地面或水泥磨石地面下的土壤里,常见的是依附墙角。由于蚁巢一般深度为20-30cm,地下巢附近外露迹象不多也不明显,所以找巢难度较大,可按下述几种情况作判断依据:

白蚁的危害规律是自下而上,房屋下部危害较为严重。

一般在墙角或墙边,柱角、柱脚附近有时会出现排积物,在地下巢附近墙面砖缝间或地木柱表面会出现分飞孔。分飞孔位置一般不会高出地面1米以上。可以从出现分飞孔最低部位去寻找蚁巢。

白蚁外露迹象(排积物、分飞蚁路等)的颜色与地下土质颜色基本相似。地下如是细沙填土,其蚁迹为浅黄色,黄泥土则为黄泥土色,煤渣填土则为黑褐色。家白蚁多在干湿适中的地下筑巢。如地面太低容易积水,则不宜建巢,家白蚁地下蚁巢所在的地面,一般要高于周围地面30cm以上。

在墙角、柱脚出现蚁路的地方,用螺丝刀挑开一个小缺口,观察白蚁动向,如看见大量白蚁向地下逃窜,并很快会有许多兵蚁把守洞口,显得特别凶猛,工蚁迅速修补被破坏的蚁路,则说明蚁巢在附近地下。

认为疑点较大部位,如砖铺地面,可撬开砖块看其贴地一面是否有蚁迹及白蚁分泌物,有否白蚁活动,如有,可继续向下追踪 寻 找; 如 是 泥 土 地 面,可 用 小 钢 钎 插 入 可 疑 部 位 土 壤 里 30-50cm,突感松沉现象,则可能下面是蚁巢;如是水泥或水磨石地面,可用钢钎先打一小洞,见土后再用细铁丝插入,如有刺破巢片的感觉,或见大量白蚁爬出来,则可判断此处有地下巢。 1.1.4.4 两栖蚁巢 蚁巢巢位介于地面上下之间,故称两栖巢,一般出现在下列部位:

树木、树桩巢位 活树木中筑巢常见是樟树、刺槐、白杨、枫杨、大叶柳等,其次是悬铃木、枫树、桑树、椿树、银杏等,大多位于大树基部或树根下方,也有从树木整枝损伤部位侵入树杆筑巢的;如地面过于潮湿,则巢位往往在地面以上的树杆中。

木电杆巢位 一般巢位在木电杆蛀蚀严重处。平地上木电杆巢位多在杆的西南方向,斜坡上的电杆巢位在高坡的一边,淹在水田的电杆在水面的杆内;电杆一边靠水一边旱地,则巢筑在旱地一侧。如是接腿电杆,则巢位在接腿与电杆木之间。

轮船巢位 木和水源充沛的部位是筑巢位置,多在卫生间、厨房附近,机房内也偶尔发现。木船的蚁巢一般筑在船头、船尾的隔水板后面或龙骨等木材较粗大和集中的部位。

铁路枕木和车厢巢位 枕木贴地部位较少,为害枕木的白蚁大多筑巢于附近的大树中。车厢蚁巢一般在卫生间、洗脸间水池下方的夹板缝隙里,偶尔也筑在车厢顶部。

坟墓中蚁巢 巢位在头部的较多,一般在坟堆顶上或附近被害物上会出现分飞孔、蚁路等外露迹象。

农村土灶蚁巢 土灶中灶底或两个灶口之间的灶身泥土中。土灶中如有蚁巢,放在灶面上的木板、木盒或锅盖等常会被白蚁蛀蚀,在灶身裂缝或灶身与墙交接部位常有分飞孔出现。

掌握乳白蚁巢的外露特征,以及蚁巢常见分布位置后,便可着手去找巢,然后针对不同的情况,采取相应的灭治措施。目前常用的方法是化学防治和挖巢方法。

1.2 灭治方法

1.2.1 化学灭治方法

消灭乳白蚁最有效的方法是找到蚁巢并在巢内施药。找不到蚁巢,在危害地点或有外露特征部位施药,则须掌握特定施药技术,在白蚁活动旺盛的季节进行,才能彻底消灭蚁患。找到白蚁巢,应先诱集、后施药,以保证效果。近年来,各地白蚁防治机构研制出较先进的诱饵药杀方法,成本低廉,操作简便,对环境污染少,应大力推广应用。

1.2.1.1 粉剂毒杀法 找到蚁巢后,在巢上打3个品字形的孔,见有兵蚁前来守卫时即喷药。用喷粉器向孔内施药5-6次,每次5g左右。施药后用废纸或棉花堵住孔口,然后敲打附近的木板,造成白蚁混乱,增加其与毒粉的接触机会。

粉剂毒杀法是目前防治台湾乳白蚁使用最为广泛的方法。常用的灭蚁粉剂,有以亚砷酸钠为主的砷制剂和六氯环戊二烯系列杀虫剂产品灭蚁灵等两种。

在喷施灭蚁药粉时,要注意:喷药时不要将蚁路挑开过大,喷药后不能立即移动被害物,要将喷药孔用碎纸或碎棉絮轻轻塞住,不让沾药的白蚁爬出,并使白蚁因通风露光停止在该处活动。雨天不宜在室外喷药,如喷药处被雨水淋湿,要重新喷施。

掌握施药季节。每年3-10月为乳白蚁活动季节,尤其是每年3-6月长翅繁殖蚁分飞前后季节,白蚁外出活动、取食、修筑蚁路和分飞孔,大量暴露在蚁巢外,抓住此时机施药,可提高毒粉传播效果。掌握施药部位。施药时要朝蚁路、分飞孔、被害物上及蚁巢中施药。

1.2.1.2 熏杀法 用磷化铝熏杀大树内的白蚁巢,效果良好。若粮仓发生白蚁危害,可利用仓虫熏蒸兼治白蚁。

1.2.2 挖巢法 有明显外露迹象,可以判定巢位时,应在距巢外围50-100cm左右的地方开挖,不破坏巢体周转的防护层。将防护层外的泥土刨掉后,搬出整个巢体。取出的巢体如不保留时,可将其破碎作鸡、鱼饲料,或淋上煤油烧掉。

没有外露迹象,无法判定巢体位置时,可选择有分飞孔或白蚁危害最早处的下方,将泥土挑开,找出地下蚁路(乳白蚁地下蚁路有青色或灰色的分泌层),跟踪追挖。

1.2.3 诱杀法 在蚁情不清楚,一时找不到蚁巢时,可用诱杀法进行灭治。

诱杀有食饵诱杀和毒饵诱杀等两种方法。

食饵诱杀法前已述及。

毒饵诱杀是利用对白蚁具有较强引诱作用的食物作为诱饵,加入一定剂量的“灭蚁灵”,配制成毒饵后投放在白蚁活动的地方,任其自行取食,使之中毒、传递,造成全巢死亡。

2.散白蚁型的防治方案

2.1 液剂药杀  由于散白蚁蚁路小而曲折,寻找蚁巢相当困难,粉剂毒杀效果远远不如液剂,因而国内各地多采用液剂药杀。通常是在发现散白蚁的地方全面喷洒药水,毒化散白蚁活动地区的环境,当散白蚁继续活动和危害时,因接触和吸收毒素及含毒水分而中毒死亡。

常用液剂种类亚砷酸钠液剂、氯丹乳剂。

2.2 诱杀  不便于喷施药水的地方,可用:

2.2.1 杉木块诱杀  将杉木块平放在散白蚁出入的地面诱集,如发现木板有白蚁危害时,可轻轻将木板挑起,迅速对板下喷施药水或灭蚁灵,然后按原状放下木板,这样效果最好。

2.2.2 诱杀桩 诱杀桩为8cm

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2026-05-22 05:34:01

当电压作用于压电陶瓷时,就会随电压和频率的变化产生机械变形。另一方面,当振动压电陶瓷时,则会产生一个电荷。利用这一原理,当给由两片压电陶瓷或一片压电陶瓷和一个金属片构成的振动器,所谓叫双压电晶片元件,施加一个电信号时,就会因弯曲振动发射出超声波。相反,当向双压电晶片元件施加超声振动时,就会产生一个电信号。基于以上作用,便可以将压电陶瓷用作超声波传感器。

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可以维修的,但最好施更换新的超声波换能器。

超声波是通过换能器将高频电能转换为机械振动。换能器的特性取决与选材和制作工艺,同样尺寸外形的换能器的性能和使用寿命是千差万别的。常用的大功率超声波换能器,应用于超声波塑料焊接机、超声波金属焊接机、各种手持式超声波工具、连续工作的超声波乳化均质器、雾化器、超声波雕刻机等设备。常用的 15KHz 20KHz 28KHz 35KHz 40KHz 55KHz 70KHz等产品 还可以根据客户特殊要求设计制作非标换能器,以满足各种需求

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通过卡块卡在燕尾槽内,连接有消音层。减小压电陶瓷片声音的方法是把基片、第一压电陶瓷晶片、第二压电陶瓷晶片连接起来,通过卡块卡在燕尾槽内,连接有消音层,结构简单,使用方便,大大降低气流噪音和机械噪音。电子陶瓷片,是指在电子工业中能够利用电、磁性质的陶瓷片。电子陶瓷片是通过对表面、晶界和尺寸结构的精密控制而最终获得具有新功能的陶瓷片。

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1 引言

由于受早期电子技术的局限,老式的超声反射法测厚仪均为纯硬件结构,在电气性能和物理性能等方面都不尽人意。随着电子技术的不断进步。尤其是单片机技术的飞速发展,对超声波测厚仪的智能化改造已成为必然。采用单片机设计制作的超声波测厚仪,可以使测厚仪的厚度标定、声速设定、声速调整等操作实现智能化,全部测量过程由按键开关操作,实现PVC面膜式结构,同时还可以简化电路、降低成本、减少功耗。本文将向读者介绍超声波反射法测厚仪的工作原理及其智能化的设计。

2 超声反射法测厚仪的工作原理

用超声波探头向被测物体发出超声脉冲,此超声脉冲便在被测物体内传播,传播至被测物体的底面时发出反射,反射回来的超声波又被超声波探头接收。这样,从超声波探头发出超声脉冲到超声波探头接收到反射脉冲所用的时间t可通过电路精确地检测出来,在t时间内超声波在被测物体内完成了一个往返。如果被测物体的厚度用d表示,超声波的总行程就是2d。由于声波在某一物体内传播的速度c是常数,(例如:钢的声速是5950m/s,石英玻璃的声速是5570m/s)所以被测物体的厚度可由下式算出:

测厚仪的实际工作过程由图2-1加以说明。首先由电路产生的高电压窄脉冲T输送给超声波探头、超声波探头将高压电脉冲转变成同频率的超声波脉冲,通过耦合剂传播至被测物体表面,其中一部分由被测物体表面反射回来,为上表面波S。其余部分射入被测物体,再从被测物体的底面反射回来,为底面反射波B,反射波B又被超声波探头接收并转换为电信号送入电路,经放大后同发射脉冲一起送入闸门电路产生闸门脉冲。当被测物体较厚时,超声波束在物体内传播的时间长,产生的闸门脉冲就宽。被测物体较薄时,超声波束在被测物体内传播的时间短,产生的闸门脉冲就窄。将闸门脉冲和时钟脉冲送给与门电路,由于闸门脉冲的宽度不同,与门输出的时钟脉冲数就不同,由此反映被测物体厚度值,将与门输出的脉冲数经标度变换后送给显示电路,显示被测物体的实际厚度。

图2-1 测厚仪工作过程图

超声波探头采用收发独立式,其结构示意图如图2-2。

图2-2 超声波探头结构示意图

收发两部分做在一个壳体内,中间由隔离层分开。收发两部分的特性是相同的,使用中可互换。探头的核心元件是压电陶瓷晶片,它具有声电转换特性。做为发射使用时,把电路送入的电脉冲转变成超声波脉冲。做为接收使用时,又可将接收到的超声波变成电信号送回电路。压电陶瓷晶片两侧的电极分别与同轴电缆的内导体和外导体连接。

3 超声反射法测厚仪的智能化设计

超声反射法测厚仪智能化设计简化的硬件图见图3-1。由于受篇幅的限制,虚线以下的非智能单元仅以方框图作以介绍。虚线以上为智能单元将以原理图的形式详细讨论。

图3-1 测厚仪硬件图

非智能化单元由6部分构成,首先由发射脉冲振荡器产生频率2kHz的方波,送给发射脉冲整形放大电路,使其变成脉冲宽度3μs,幅度为100V的窄脉冲去驱动超声波探头,超声波探头将电脉冲转变成超声波束射入被测物体,在被测物体底面发生反射,反射波又被超声波探头接收并转变成电脉冲,但此时脉冲幅度在传播和转换过程中已被衰减为几毫伏。然后,将接收到的反射脉冲送给反射脉冲放大器放大至逻辑电平,同发射脉冲一起送给闸门发生电路产生闸门脉冲。闸门脉冲的前沿和后沿分别由发射脉冲和反射脉冲确定,即闸门宽度为超声波在被测物体内入射和反射所用的时间。最后将闸门脉冲和12.8MHz的时钟脉冲送给与门电路。闸门脉冲到来时,时钟脉冲通过与门输出。闸门脉冲没来到时与门无时钟脉冲输出。与门通过的时钟脉冲数可反映被测物体的厚度,并将其送入智能化单元进行相关处理。

单片机89C51及周围元件构成智能单元,89C51是一种低功耗,内含4K字节快擦写EPROM的8位单片机,其指令系统与80C51完全兼容。各功能设计如下。

(1)厚度信号的采集和输出显示

二输入端与门74HC00在闸门脉冲的控制下输出时钟脉冲(闸门脉冲),再经CD4520进行256分频后加到单片机的定时/计数口P3.4,由单片机进行采集。256分频是完成脉冲数与厚度值间标度变换需要。仪器的测量采用测量信号中断方式,没有进入测量状态时,无中断信号发生。进入测量状态时,超声波探头便收到反射脉冲,闸门发生器产生闸门脉冲,闸门脉冲送给中断信号发生器产生中断请求信号控制外中断口P3.2,CPU响应中断,执行测量程序,采集闸门脉冲,对其进行相关的数据处理,将处理后的厚度信号由单片机的P1.1口输出给ICM7224的输入端CI,经ICM7224计数、译码后直接驱动4位液晶片(LCD),显示厚度值。ICM7224是单片CMOS4位计数/译码/LCD驱动器,本设计只使用4个整数位、前面的半位不用,使用时悬空。每位的7段笔划引脚直接与液晶对应的笔段相连。图中的BP引脚是背电极驱动端,用于驱动液晶的公共电极。单片机P1.4 、P1.5口输出控制信号,控制ICM7224的锁存和复位。

(2)键盘接口

图3-1中K1~K4分别是声速设定、厚度标定、声速增、声速减4个功能键,功能键采用中断扫描方式。没有键按下时,四输入端与门CD4082的4个输入端和单片机的P1.0、P1.2、P1.3、P1.6口在上拉电阻R1~R4的作用下呈高电平,CD4082的输出端也是高电平,无中断请求。按下某键时,CD4082的某一输入端被接地,输出端变成低电平,向CPU发出中断请求,单片机响应中断,执行中断服务程序,扫描键盘,判断P1.0、P1.2、P1.3、P1.6口电平,确定按下的是哪一个键,并转去执行该键功能所赋予的处理程序。

(3)开机和关机控制

模拟开关CD4066和按键K5构成电源开关电路,按下K5时,单片机接通5V电源,开关控制程序使P3.0口输出高电平控制CD4066的控制端,使其导通,接续K5给系统供电。单片机内设有定时电路,只要测厚仪停止测量,定时程序开始计时,到60s时,P3.0口变成低电平,CD4066开关断开,实现延时自动关机。

(4)厚度标定

由于环境温度和工作电压等因素的影响,测量系统的某些参数时常发生漂移,因此测量时应对仪表进行厚度标定。标定操作是用仪器测量一片5mm厚的标准试块,若仪器显示不等于5mm,就应进行厚度标定。老式的测厚仪是通过调整电位器旋钮实现的。本设计由厚度标定键完成,需要标定时,按下厚度标定键,单片机执行厚度标定程序,让测量结果与标准厚度比较,根据结果进行加减处理,完成标定。

(5)声速设定

超声波测厚仪在测量不同材料的厚度时,由于超声波在不同材料里传播的速度不同,需设置材料的声速,例如钢的声速5950m/s、锌的声速4170m/s。这种操作在老式仪表中是由机械式3位BCD码盘开关和可预置计数器控制闸门次数完成的,对声速高的材料,闸门打开的次数多,声速低的材料,闸门打开的次数少。本设计则将铸钢、钢、铝、紫铜、黄铜、锌、石英玻璃、聚乙烯、聚氯乙烯9种典型材料的声速,以表格形式放入存贮单元,使用时由声速设定键选出,然后由单片机的P1.7口采集发射脉冲对其进行减法计数,来控制闸门打开的次数,使声速设定的操作十分简便。

(6)声速调整

上面提到的9种典型材料的声速设定,由声速设定键选定。测量非典型材料的厚度时,声速的设置由声速增、声速减两个功能键完成。按下声速增或声速减键,液晶屏显示的声速值呈增减变化,直至调到我们所需求的声速为止,此时声速调整程序将调好的数值存入声速存贮单元待用。

(7)小数点控制和上电复位电路

4位液晶屏兼做声速和厚度两个量的显示,声速的单位是m/s,例如钢的声速是5950m/s,这时液晶屏不需要显示小数点。显示厚度的单位是mm,分辨率是0.1mm,在测量10mm厚材料时液晶屏显示010.0mm,有小数点显示。单片机的P3.1口用于小数点控制,显示声速时呈高电平,显示厚度时呈低电平,在异或非门CD4077的作用下,控制个位前小数点的有无。

图3-1中C1、R5的作用是完成单片机的上电复位。

4 结束语

超声反射法测厚仪经智能化改造后,收到满意效果,经部分用户试用,反应良好,可实现的主要技术指标如下:

(1)显示方式:4位液晶显示。

(2)厚度测量范围:001.0~200.0mm

(3)测量精度:±0.1mm

(4)声速调整范围:100~9990m/s

(5)工作电压:DC 5V

(6)工作电流:8mA

(7)自动关机延时:60s。