اتجاه تطوير أجهزة الاستشعار بالموجات فوق الصوتية ودور محول الطاقة بالموجات فوق الصوتية

اتجاه تطوير محول بالموجات فوق الصوتية

كما يوحي الاسم، تستخدم أجهزة الاستشعار بالموجات فوق الصوتية الموجات فوق الصوتية لقياس المسافة. التحقيق في يقوم محول المدى بالموجات فوق الصوتية  بإصدار موجات فوق صوتية، ثم يستقبل الصدى المنعكس من الكائن المستهدف لحساب المسافة إلى الهدف عن طريق حساب الفارق الزمني بين الموجة المرسلة والصدى المنعكس. جهاز الاستشعار بالموجات فوق الصوتية هو نوع من أجهزة الاستشعار مع قابلية تطبيق قوية ونطاق تطبيق واسع. وهي في الأساس أجهزة تستخدم لحساب وقياس المسافات، وتستخدم بشكل شائع في مجالات الرعاية الصحية والسيارات والأغذية، بالإضافة إلى الصناعات الأخرى التي تستخدم هذه التكنولوجيا.

تكمن القيمة الحقيقية لأجهزة الاستشعار بالموجات فوق الصوتية في قدراتها الرائعة على الكشف. يمكنهم اكتشاف الأجسام الشفافة، بما في ذلك الأصداء المنعكسة من الزجاج والأسطح السائلة. يمكن للموجات فوق الصوتية أيضًا مقاومة الضباب والغبار وجزيئات الأوساخ، ويمكنها اكتشاف الأجسام ذات الأشكال المعقدة بشكل ثابت، مثل صواني الشبكة والينابيع وما إلى ذلك.

 

وفقا لاتجاهات تطوير السوق الحالية، لقد انفجرت أجهزة استشعار محول التدفق بالموجات فوق الصوتية مع إمكانات مذهلة للابتكار في المجالات الأربعة الرئيسية لقياس التدفق، وإدارة النفايات، والصيانة المتوقعة، واكتشاف القيادة الذاتية. سيقوم المحرر التالي لـ Gongminwang باستكشاف وبحث التطبيقات الأربعة المبتكرة لأجهزة الاستشعار بالموجات فوق الصوتية.

 

1. قياس التدفق بالموجات فوق الصوتية

التحسينات في تكنولوجيا أجهزة الاستشعار بالموجات فوق الصوتية جعلتها أكثر دقة وأرخص، مما أدى إلى تقليل حجمها مع زيادة قابليتها للاستخدام. وبفضل هذه التحسينات، ستصبح تقنيات فعالة لقياس التدفق، خاصة بالنسبة لشركات المرافق. فوائد عدادات المياه وعدادات الغاز وعدادات الحرارة واضحة.

على سبيل المثال، يمكن للشركة المصنعة استبدال مقياس الجريان الميكانيكي الأصلي بجهاز استشعار بالموجات فوق الصوتية. الميزة المقنعة ل تتميز أجهزة استشعار الغاز بالموجات فوق الصوتية بأنها دقيقة للغاية ولا تحتوي على أي أجزاء ميكانيكية متحركة. ومع ذلك، يجب على الشركات المصنعة أيضًا فهم تصميم خط الأنابيب وموقع تركيب المستشعر من أجل الاستمتاع الكامل بفوائد التكنولوجيا.

 

2. تحسين إدارة النفايات

أحد التطبيقات العديدة لأجهزة الاستشعار بالموجات فوق الصوتية هو القدرة على تحديد كمية المواد المتبقية في الصومعة. تحقق هذه المستشعرات بالموجات فوق الصوتية وظيفة القياس عن طريق إصدار أشعة صوتية إلى سطح المادة الموجودة في الحاوية، ثم استقبال انعكاس أشعة الصوت. حتى لو كان هناك غبار، فإنه لا يؤثر على دقة الحساب. وبهذه الطريقة، يمكن لأجهزة الاستشعار بالموجات فوق الصوتية أن تلعب دورًا نشطًا في إدارة النفايات. لإدارة كمية المواد المتبقية في الصومعة، توصي صناعة التعدين باستخدام مستشعر الموجات فوق الصوتية على مستوى الصومعة، وهو مستشعر بالموجات فوق الصوتية منخفض التكلفة يمكنه القياس عن بعد (حتى 7.65 متر). فهو لا يحتوي على وظيفة معايرة في الوقت الفعلي فحسب، بل يحتوي أيضًا على مكاسب متغيرة باستمرار للأهداف على مسافات مختلفة للحصول على بيانات أكثر دقة. جهد إمداد الطاقة الواسع: 3.3 فولت ~ 5.5 فولت، استهلاك منخفض للطاقة أيضًا يجعله مناسبًا للأنظمة التي تعمل بالبطارية. في نفس سلسلة المنتجات ذات الأداء نفسه مثل MB1210، يوجد مستشعر بالموجات فوق الصوتية يمكنه قياس مسافة أطول تبلغ 10.68 مترًا. لقياس مستوى الصومعة في البيئة الداخلية، تعتبر هذه السلسلة من المنتجات حلاً ممتازًا.

من ناحية أخرى، لإدارة النفايات البلدية، من خلال وضع أجهزة استشعار بالموجات فوق الصوتية بشكل استراتيجي في سلة المهملات، يمكن للشركات البلدية تحسين عملية جمع النفايات وتقليل العمليات غير الفعالة. يمكن لأجهزة الاستشعار بالموجات فوق الصوتية أيضًا منع التسرب أو الحوادث والإصابات الأخرى. من أجل التوصية بجهاز استشعار صغير لصندوق القمامة بالموجات فوق الصوتية لبناء المناطق الحضرية، فإن جهاز الاستشعار بالموجات فوق الصوتية هذا هو جهاز استشعار مضاد للطقس لقياس مستوى صندوق القمامة. إنه مصمم للتكامل البسيط لمشروعك أو منتجك. إنها أصغر وحدة خفيفة الوزن في السوق. يمكن أن يوفر مسافة كشف من 20 سم إلى 3.5 متر، ودقة 1 سم، ومتوسط ​​تيار 3.4 مللي أمبير مطلوب أثناء التشغيل، وعرض النبض، وإخراج الجهد التناظري، والإخراج التسلسلي RS232. كما أنها تتمتع بحماية IP67، وخيار المقاومة الكيميائية الاختيارية -F. في الوقت نفسه، يتميز بخصائص طاقة الصوت عالية الإخراج والكسب المتغير باستمرار، والمعايرة التلقائية للخلفية في الوقت الحقيقي، وتحليل خصائص الشكل الموجي في الوقت الحقيقي، وخوارزمية قمع الضوضاء، وما إلى ذلك، ويمكنه تحقيق قراءات مسافة خالية من الضوضاء بشكل فعال.

وفقا لمسار التنمية الحالي ل تكنولوجيا محول الطاقة بالموجات فوق الصوتية الكهروإجهادية ، يمكن استخدامها على نطاق واسع في إدارة النفايات في السنوات العشر القادمة. مع استمرار انخفاض أسعار أجهزة الاستشعار، ستستمر شعبيتها في الزيادة. تعمل هذه المستشعرات أيضًا على جعل وظائف الخدمات البلدية أسهل وأكثر كفاءة.

3. صيانة تنبؤية موثوقة

تتمتع أجهزة الاستشعار بالموجات فوق الصوتية بقيمة تطبيقية معينة في مراقبة الحالة والصيانة التنبؤية. يمكنهم تقليل وقت توقف الإنتاج وتحسين قدرات استكشاف الأخطاء وإصلاحها وتعزيز مراقبة الجودة والسلامة. حتى أن وزارة الطاقة (DOE) توصي باستخدام تقنية الموجات فوق الصوتية كأحد الحلول الأساسية لاكتشاف التسرب. أجرى فريق تقييم تابع لجهة خارجية دراسة استقصائية حول القيمة المحتملة لتكنولوجيا الموجات فوق الصوتية في أكثر من 500 منفذ بيع في المؤسسة. ووجدوا أن هناك أكثر من 100 تطبيق في كل فرع، بما في ذلك الغلايات والضواغط والمبادلات الحرارية ومصائد البخار والصمامات والمكونات الأخرى. الفوائد الاقتصادية كبيرة. ومن خلال تركيب تقنية الموجات فوق الصوتية، ستوفر الوكالة ما يقرب من 3.7 مليون دولار سنويًا. مع الأخذ في الاعتبار اتجاهات السوق، سيستخدم عدد أكبر من الشركات المصنعة أجهزة استشعار بالموجات فوق الصوتية للصيانة التنبؤية وتقييم المشكلات الصغيرة وحلها قبل الترقية.

رابعا، تعزيز سلامة المركبات ذاتية القيادة

مع تحسن المركبات ذاتية القيادة عامًا بعد عام، يتم استخدام العديد من أجهزة الاستشعار بالموجات فوق الصوتية للمساعدة في الملاحة في المركبات ذاتية القيادة والعمليات الأساسية. تُستخدم أجهزة الاستشعار بالموجات فوق الصوتية أيضًا في المركبات التقليدية للمساعدة في مراقبة النقاط العمياء ومواقف السيارات التلقائية. ومن بين محولات الطاقة بالموجات فوق الصوتية هذه، تم دمج تكنولوجيا الموجات فوق الصوتية مع أنظمة القيادة الذاتية. على سبيل المثال، تعد السيارة ذاتية القيادة واحدة من الحالات الرئيسية لتطبيق أجهزة الاستشعار بالموجات فوق الصوتية. يمكن لأجهزة الاستشعار بالموجات فوق الصوتية الخاصة بها أن تستشعر نطاقًا يصل إلى 500 متر تقريبًا لضمان سلامة الركاب على الطريق. وبهذه الدرجة من الوعي، يمكن لسيارات تسلا تقليل المخاطر بشكل فعال وتجنب الحوادث. جهاز استشعار الكشف عن جسم الإنسان بالموجات فوق الصوتية هو جهاز استشعار القرب مع إخراج إشارة إنذار عالية ومنخفضة المستوى. يمكن لمحول الطاقة بالموجات فوق الصوتية القابل للقياس أن يصل إلى 213 سم. إنها مناسبة للكشف عن المشاة، والكشف عن مواقف السيارات، وما إلى ذلك. عندما يدخل أحد المشاة إلى نطاق الكشف، فإن MB1004 سوف يصدر إشارة إنذار من المستوى المنخفض إلى المستوى العالي. وفي الوقت نفسه، لديه أيضًا وظيفة إخراج المسافة المحددة للهدف، وإخراج بيانات المسافة من خلال RS232. MB1004 هو جهاز استشعار بالموجات فوق الصوتية منخفض التكلفة للغاية للكشف البشري. وسوف تساعد في جعل الانتقال إلى السيارات ذاتية القيادة أسهل وتخفيف المخاوف بشأن مشاكل الكشف المحتملة. مع استمرار فعالية أجهزة الاستشعار بالموجات فوق الصوتية، سوف تثبت هذه التكنولوجيا أنها لا غنى عنها في المستقبل.

دور أجهزة الاستشعار بالموجات فوق الصوتية

منذ اختراع محول الطاقة بالموجات فوق الصوتية 200 كيلو هرتز ، وقد تم استخدامه على نطاق واسع في مجالات الدفاع الوطني والطب والصناعة والسيارات. بشكل عام، تستخدم أجهزة الاستشعار بالموجات فوق الصوتية بشكل أساسي خصائص النقل بالموجات فوق الصوتية والانعكاس والانكسار. يمكن القول أن نطاق تطبيقه متنوع. اعتمادًا على تطبيقها، تسمى أجهزة الاستشعار بالموجات فوق الصوتية أحيانًا أجهزة استشعار المسافة، وأجهزة استشعار مستوى السائل، وأجهزة استشعار التدفق، وأجهزة استشعار كشف الصفائح المفردة والمزدوجة، وأجهزة استشعار تنفيذ الانحراف، وأجهزة استشعار العد بالموجات فوق الصوتية، وأجهزة استشعار التركيز، وأجهزة استشعار التعكر، وأجهزة استشعار محتوى الأكسجين، وأجهزة استشعار درجة الحرارة. باستخدام خصائص انعكاس الموجات فوق الصوتية بأسماء مختلفة، يمكن لأجهزة الاستشعار بالموجات فوق الصوتية اكتشاف الحالة الداخلية للحاوية. يمكن استخدام أجهزة الاستشعار بالموجات فوق الصوتية للكشف عن الأجسام الشفافة والسوائل وأي مواد خشنة وناعمة ومتأثرة بالضوء والأجسام غير المنتظمة. ولكنها ليست مناسبة للبيئة الخارجية أو الساخنة أو خزان الضغط والأشياء الرغوية.

يمكن استخدام محولات تدفق الغاز بالموجات فوق الصوتية في مصانع تجهيز الأغذية لتحقيق نظام التحكم في الحلقة المغلقة لفحص العبوات البلاستيكية. باستخدام التكنولوجيا الجديدة، يمكنه الكشف في الحلقة الرطبة، مثل غسالة الزجاجات، وبيئة الضوضاء، والبيئة ذات التغيرات الجذرية للغاية في درجة الحرارة. يمكن استخدام أجهزة الاستشعار بالموجات فوق الصوتية للكشف عن مستوى السائل، والكشف عن الأشياء والمواد الشفافة، والتحكم في التوتر وقياس المسافات، وذلك بشكل أساسي للتغليف، وصناعة الزجاجات، ومناولة المواد، وفحص الفحم، ومعالجة البلاستيك، وصناعة السيارات. يمكن استخدام أجهزة الاستشعار بالموجات فوق الصوتية لمراقبة العمليات لتحسين جودة المنتج واكتشاف العيوب وتحديد التواجد والجوانب الأخرى. التطبيق الأكثر شهرة في الطب هو الموجات فوق الصوتية. فيما يتعلق بالتطبيق السريري، يمكن للموجات فوق الصوتية B أن تعرض بوضوح صورًا مقطعية متنوعة لمختلف الأعضاء والأعضاء المحيطة. نظرًا لأن الصور غنية بالصلابة وقريبة من البنية الحقيقية للتشريح، فإن تطبيق محول الطاقة بالموجات فوق الصوتية يمكن أن يؤدي إلى التشخيص المبكر. فيما يتعلق بالكشف عن مستوى السائل، يمكن لأجهزة الاستشعار بالموجات فوق الصوتية اكتشاف مستوى السائل. هناك العديد من التطبيقات في أنظمة إمدادات المياه والصرف الصحي.

تُستخدم أجهزة الكشف عن العيوب بالموجات فوق الصوتية بشكل أساسي في فحص الجودة الداخلية لقطع العمل المعدنية، مثل اكتشاف ما إذا كانت هناك فقاعات في المعدن، وما إذا كان جزء اللحام به عيوب مثل الاختراق غير الكامل، وما إلى ذلك. يمكنه اكتشاف العيوب المختلفة وتحديد موقعها وتقييمها وتشخيصها (الشقوق، والشوائب، والطيات، والمسام، والبثور، وما إلى ذلك) في قطعة العمل بسرعة وسهولة ودون ضرر وبدقة. لا يتم استخدامه على نطاق واسع فقط في التصنيع وتعدين الحديد والصلب ومعالجة المعادن والصناعات الكيماوية وغيرها من المجالات التي تتطلب اكتشاف العيوب ومراقبة الجودة، ولكنه يستخدم أيضًا على نطاق واسع في مجال الطيران والنقل بالسكك الحديدية والغلايات وأوعية الضغط وغيرها من المجالات.

أجهزة الاستشعار بالموجات فوق الصوتية لديها حاليا العديد من التطبيقات في مجال إلكترونيات السيارات. توجد أجهزة استشعار بالموجات فوق الصوتية في رادار الرجوع للخلف، وأنظمة مضادة للتصادم، وأنظمة مساعدة ركن السيارة الأوتوماتيكية، وأنظمة مساعدة السائق المتقدمة. في الرادار العكسي، يكون المستشعر بالموجات فوق الصوتية فريدًا، بينما في الأنظمة الأخرى، يتم استخدام المستشعر بالموجات فوق الصوتية كخيار لإكمال بعض الوظائف المحددة جنبًا إلى جنب مع رادار الموجات المليمترية، والليدار، وما إلى ذلك.