ultrasoniese sensors wat gebruik word vir sonarstelsels in die water

Ultrasoniese sensors vir afstandbepaling is die basis van baie robotiese en outomatiese
toepassings, soos hindernisvermyding en botsingswaarskuwingstelsels van motors, selfgeleide outonome voertuie, veldwerkrobotte en so meer. Daar is egter spesifieke beperkinge wanneer 'n luggedraagde ultrasoniese transducer in veldbedryf gebruik word, aangesien sy verdienste van figuur Q hoër is (die frekwensiebandwydte is relatief laer), en dit is moeilik om beide die rigting en groot waarnemingsreeks van die luggedraagde ultrasoniese transducer te verbeter. Gevolglik is dit steeds, selfs nou, een van die uitdagende probleme in ultrasoniese veld om die hoë werkverrigting ultrasoniese transducer en die ultrasoniese afstandbepalingstelsel in die lug.

'n Ultrasoniese reeks-afstandstelsel bestaan ​​uit 'n ultrasoniese transducer en 'n sender- en ontvangerelektronika en 'n seinverwerker. Die oorspronklikheid van hierdie vraestel is om die grondbeginsels van die ultrasoniese transducer wat elektriese energie omskakel na meganiese energie (klankdruk) en wedersyds, meganiese energie na elektriese energie, die opsporingsrekenkunde vir die swak klankgolfsein, en die implementeringsprosedure van die ultrasoniese afstandstelsel met groot meetslag, te smeer. Die hoofonderwerpe van hierdie vraestel sluit in:

(2) Volgens die fisiese eienskappe van die ultraklankgolf en die piezoc

eramiese materiaal, sowel as die prestasie van die induktiewe ultrasoniese nabyheidsensors , die resonasiemodus en frekwensie van 'n piëzokeramiese skyf-ossillator is gekies. Deur die toepassing van die akoestiese impedansie-aanpassingstegniek op die struktuur van die transducer, en die optimale bypassende tegniek van beide meganiese en elektriese impedansies het die oorgedra elektronika, het ons die waarnemingsreeks suksesvol vergroot en die waarnemingsgerigtheid van die transducer verbeter, wat in staat is om mufti-weg-geluide te kontroleer.

(3) Daar is oorspronklik 'n nuwe saamgestelde ultrasoniese transducer voorgestel, gekombineer met die piëzo-skyf-omskakelaar en die simbaal-tipe ontvanger om die doppler-effek te hanteer.

(4) 'n Nuwe optimale-ontwerpmetode vir die druk-trek-omskakelaar en sy verwante formule vir die berekening van die doeltreffendheid van energie-transformasie is oorspronklik voorgestel, en die transmissiekring wat deur die voorgestelde metode geïmplementeer is, het 'n beter doeltreffendheid van energie-omsetting. Verder is die ontvangselektronika met 'n nuwe tydwinsbeheerkring en hoë sein-tot-geraas-verhouding (SNR) ontwerp en met die implement om te eksperimenteer ultrasoniese afstandmeting- omskakelaar.

(5) Deur gebruik te maak van die feit dat die korrelasie-opsporing gelykstaande is aan die bypassende opsporing, is 'n noodsaaklike wysigingsformule vir die bepaling van die tyd-van-vlug (ToF) aangebied wanneer die ooreenstemmende opsporingsmetode gebruik word. 'n Nuwe metode is hiermee voorgestel om die verwerkingswins en intydse reaksie van die afstandsoekstelsel te verbeter, dit wil sê om bypassende opsporingsmetode gebaseer op binêre faseverskuiwingsleutel (2PSK) sein te gebruik, terwyl die ultrasoniese oorgedrade sein in die vorm van binêre amplitudeverskuiwingsleuteling (2ASK) is, en 'n vinnige bypassende opsporingsalgoritme is met die twee-funksie gekruis deur-correlasie prosedure geïmplementeer. onderwater diepte sonner sensor stelsel.

Eksperimentele resultate toon dat die effektiewe waarnemingsreeks van die transducer groter as 32 meter is, en die breedte van die straal is minder as ±50, wat beter werkverrigting het as dié van die bestaandes, byvoorbeeld die soortgelyke produkte in lugversorgerkatalogus (AIRMAR Tech. CorpU.SA). Die onderwater akoestiese transducer -stelsel wat in hierdie artikel ontwikkel is, is toegepas op sommige ander projekte, byvoorbeeld, wat een van die oplossings van veld-objek-opsporing verskaf het vir die sleutelprojek van 'Studie oor die navigasiebeheerteorie en -metodes vir mobiele robotika in onbekende omgewing' en die projek van 'Onbemande veldtogplatform'(An Advanced Plan`-ondersteuning van die 10-jaartoerusting-projek van die 10-jaar).

    Dit is geen twyfel dat al die tegnieke wat in hierdie vraestel aangeneem is, direk toegepas kan word om sonarstelsels in die water te ontwikkel met hoë kosteprestasie.