الأخطاء والاحتياطات لجهاز استشعار المسافة بالموجات فوق الصوتية

في الصناعة، التطبيق النموذجي لمحولات الطاقة عن بعد بالموجات فوق الصوتية هو الاختبار غير المدمر للمعادن وقياس سمك الموجات فوق الصوتية. في الماضي، تعرقلت العديد من التقنيات بسبب عدم القدرة على اكتشاف ما بداخل الأشياء، وقد أدى ظهور تقنية الاستشعار بالموجات فوق الصوتية إلى تغيير هذا الوضع. وبطبيعة الحال، يتم تثبيت المزيد من أجهزة الاستشعار بالموجات فوق الصوتية بشكل ثابت على الأجهزة المختلفة لالتقاط الإشارات التي يحتاجها الناس. في التطبيقات المستقبلية، سيتم دمج الموجات فوق الصوتية مع تكنولوجيا المعلومات وتقنيات المواد الجديدة، وستظهر أجهزة استشعار بالموجات فوق الصوتية أكثر ذكاءً وحساسية للغاية.

يمكن لجهاز التحكم عن بعد بالموجات فوق الصوتية التحكم في الأجهزة المنزلية والإضاءة. مستشعر صغير بالموجات فوق الصوتية (Φ12-Φ16)، تردد العمل 40 كيلو هرتز، مسافة التحكم عن بعد حوالي 10 أمتار. ناقل الحركة بالتحكم عن بعد، هذا عبارة عن مذبذب يتكون من 555 دائرة قاعدة زمنية، لضبط مقياس الجهد 10 كيلو، مما يجعل مستشعر تردد التذبذب 40 كيلو هرتز متصلاً بالقدم الثالثة، عند الضغط على الزر، يتم إرسال الموجة فوق الصوتية واستلام الدائرة. يتم خفض مصدر الطاقة بمقدار 220 فولت، وتصحيحه، وتصفيته، وتنظيمه للحصول على جهد تشغيل 12 فولت. نظرًا لأنه مصدر طاقة غير معزول، يجب تعبئة الدائرة بأكملها في علبة بلاستيكية لمنع الصدمات الكهربائية (انتبه أيضًا عند تصحيح الأخطاء). يتم استقبال الإشارة بواسطة جهاز الاستقبال بالموجات فوق الصوتية ويتم تضخيمها بواسطة Q1 وQ2 (يتم ضبط خزانات الرنين L وC عند 40 كيلو هرتز). تعمل الإشارة المضخمة على تشغيل دائرة ثنائية الاستقرار مكونة من Q3 وQ4، ويتم استخدام Q5 وLED كعزل للزناد، ويمكن إضاءتها. وبما أن الحالة الثنائية الاستقرار تكون عشوائية عند بدء التشغيل، تتم إضافة زر مسح. 

يتم تشغيل إشارة الزناد لمخرج Q5 على التيرست ويتم تشغيل الحمل. لتحميل دائرة مفتوحة، اضغط على زر الإرسال مرة واحدة. مؤشر مستوى السائل ووحدة التحكم. نظرًا لأن الموجات فوق الصوتية لديها توهين معين في الهواء، فإن إشارة محول مستشعر المسافة بالموجات فوق الصوتية المرسلة إلى سطح السائل والمنعكسة مرة أخرى من سطح السائل ترتبط بمستوى السائل. كلما كان موضع مستوى السائل أعلى، كلما كانت الإشارة أكبر؛ كلما انخفض مستوى السائل. الإشارة صغيرة. يتم تضخيم الإشارة المستقبلة بواسطة BG1 وBG2، ويتم تصحيحها إلى جهد تيار مستمر بواسطة D1 وD2. عندما يكون الجهد 4.7 كيلو أوم، وهو ما يتجاوز جهد التشغيل BG3، يتدفق تيار عبر BG3، ويشير مقياس التيار الكهربائي إلى أن التيار مرتبط بمستوى السائل. عندما يكون مستوى السائل أقل من القيمة المحددة، يكون خرج المقارنة منخفضًا. BG لا تجري. إذا ارتفع مستوى السائل إلى الموضع المحدد، تقلب أداة المقارنة وتخرج مستوى مرتفعًا. يتم تشغيل BG، ويتم امتصاص J، ويمكن إيقاف تشغيل مفتاح التسريب بواسطة صمام الملف اللولبي لتحقيق غرض التحكم.

اختبار مستوى السائل هو المبدأ الأساسي لقياس مستوى السائل بالموجات فوق الصوتية: تنتشر إشارة النبض بالموجات فوق الصوتية المنبعثة من مستشعر قياس المسافة بالموجات فوق الصوتية في الغاز، وهو ما ينعكس بعد الواجهة بين الهواء والسائل، ويستقبل إشارة الصدى بعد تلقي إشارة الصدى. الوقت، يمكنك تحويل المسافة أو مستوى السائل. تتميز طرق القياس بالموجات فوق الصوتية بالعديد من المزايا التي لا مثيل لها في الطرق الأخرى: (1) بدون أي مكونات نقل ميكانيكية، ولا مع السائل المراد اختباره، فهو قياس غير ملامس، ولا يخاف من التداخل الكهرومغناطيسي والسوائل القوية المسببة للتآكل مثل الأحماض والقلويات، لذلك أداء مستقر وموثوقية عالية وعمر طويل؛ (2) وقت الاستجابة القصير يجعل من السهل تحقيق القياس في الوقت الحقيقي دون تباطؤ.

يتم استخدام مستشعر محول قياس المسافة في تشغيل النظام بتردد حوالي 40 كيلو هرتز. ينبعث نبض الموجات فوق الصوتية من مستشعر الإرسال، وينعكس سطح السائل ويعاد إلى مستشعر الاستقبال لقياس الوقت اللازم لنقل النبض بالموجات فوق الصوتية من جهاز الاستقبال إلى جهاز الاستقبال. وفقا لسرعة الصوت في الوسط، يمكن الحصول على المسافة من المستشعر إلى سطح السائل. لتحديد مستوى السائل. مع الأخذ في الاعتبار تأثير درجة الحرارة المحيطة على سرعة انتشار الموجات فوق الصوتية، فإن سرعة الانتشار صحيحة من خلال طريقة تعويض درجة الحرارة لتحسين دقة القياس. صيغة الحساب هي: V=331.5+0.607T. حيث: V هي سرعة انتشار الموجات فوق الصوتية في الهواء؛ T هي درجة الحرارة المحيطة. S=V ×t/2=V×(t1-t0)/2 حيث: S هي مسافة القياس؛ t هو الفارق الزمني بين إرسال نبضة الموجات فوق الصوتية واستقبال صدىها؛ t1 هو وقت استقبال الصدى بالموجات فوق الصوتية؛ t0 هو وقت إرسال النبض بالموجات فوق الصوتية. باستخدام وظيفة الالتقاط الخاصة بوحدة MCU، يكون من المناسب قياس الوقت t0 والوقت t1. وفقا للصيغة المذكورة أعلاه، يمكن الحصول على مسافة القياس S عن طريق برمجة البرمجيات. نظرًا لأن وحدة MCU الخاصة بالنظام تختار معالج إشارة مختلط بخصائص SOC وتدمج مستشعر درجة الحرارة فيه، يمكن تحقيق تعويض درجة حرارة المستشعر بسهولة باستخدام البرنامج.

احتياطات:

1: لضمان الموثوقية وعمر الخدمة الطويل، لا يستخدم المستشعر في الهواء الطلق أو فوق درجة الحرارة المقدرة.
2: بما أن المستشعر بالموجات فوق الصوتية يستخدم الهواء كوسيط نقل، فقد يتسبب الانعكاس والانكسار عند الحدود في حدوث خلل عندما تكون درجة الحرارة المحلية مختلفة، وقد تتغير مسافة الكشف أيضًا عند هبوب الرياح. ولذلك، لا ينبغي استخدام أجهزة الاستشعار بجانب الأجهزة مثل المراوح القسرية.
3: النفاثات التي تخرج من فوهات الهواء لها ترددات متعددة وبالتالي تؤثر على الحساس ويجب عدم استخدامها بالقرب من الحساس.
4: قطرات الماء على سطح المستشعر تقصر مسافة الكشف.
5: لا يمكن اكتشاف المواد مثل المسحوق الناعم وخيوط القطن عند امتصاص الصوت (جهاز الاستشعار العاكس).
6: لا يمكن استخدام أجهزة الاستشعار في الفراغ أو المناطق المقاومة للانفجار.
7: لا تستخدم المستشعر في المناطق التي يوجد بها بخار؛ الجو في هذه المنطقة غير متساوي مما يؤدي إلى تدرج في درجات الحرارة مما يسبب أخطاء في القياس.

مشكلة التعرض:

إن تطبيق عمل مستشعر المسافة بالموجات فوق الصوتية بسيط ومريح ومنخفض التكلفة. ومع ذلك، فإن أجهزة الاستشعار بالموجات فوق الصوتية الحالية لها بعض العيوب، مثل مشاكل الانعكاس والضوضاء ومشاكل التقاطع. تكمن مشكلة الانعكاس في أنه إذا كان الجسم الذي يتم اكتشافه دائمًا في الزاوية الصحيحة، فسيحصل مستشعر الموجات فوق الصوتية على الزاوية الصحيحة. ولكن لسوء الحظ، في الاستخدام الفعلي، يمكن اكتشاف عدد قليل من كائنات الكشف بشكل صحيح.

قد يكون هناك العديد من الأخطاء في محول الطاقة: