كيف يعمل محول الوضع بالموجات فوق الصوتية

   يعتمد مستشعر الموضع بالموجات فوق الصوتية مبدأ قياس الصدى بالموجات فوق الصوتية. ويستخدم تكنولوجيا قياس مختلفة للكشف عن المسافة بين أجهزة الاستشعار. يتميز المستشعر بالموجات فوق الصوتية بزاوية صغيرة ومنطقة عمياء صغيرة بمزايا القياس الدقيق، وعدم الاتصال، ومقاوم للماء، ومضاد للتآكل، ومنخفض التكلفة. يستخدم بشكل أساسي في مستوى السائل ومستوى المواد والكشف عن مستوى المواد وما إلى ذلك. يظهر المبدأ الأساسي لمستشعر تحديد المواقع بالموجات فوق الصوتية في الصورة.

  المبدأ الأساسي لمستشعر موضع الموجات فوق الصوتية هو أن النظام يرسل نبضة فوق صوتية منفردة من مستشعر الإرسال، والتي تمر إلى كائن القياس ثم تعود إلى مستشعر الاستقبال بعد الانعكاس، فهو يقيس الوقت المطلوب لنبض الموجات فوق الصوتية من الإرسال إلى الاستقبال، ثم وفقًا لسرعة الصوت في الوسط، يتم الحصول على مستشعر المسافة من الكائن المقاس لتحديد الموقع. مع الأخذ بعين الاعتبار تأثير درجة الحرارة المحيطة على سرعة انتشار الموجات فوق الصوتية، وسرعة انتشار
يتم تصحيح محول الطاقة لمقياس الجريان بطريقة تعويض درجة الحرارة لتحسين دقة القياس. الصيغة هي:

S= vt
z = v(t1-t0)
z

  حيث: S هي المسافة المقاسة؛ 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 t1 والوقت t0. وفقا للصيغة، يمكن الحصول على المسافة المقاسة S عن طريق برمجة البرمجيات.

   كما هو موضح في الشكل، فهو بالموجات فوق الصوتية دائرة تشير إلى مستشعر خزان الوقود . تتكون الدائرة من دائرة إرسال بالموجات فوق الصوتية ودائرة استقبال. تتكون دائرة إرسال الموجات فوق الصوتية من NE555 وR1 وW1 وC1 وجهاز إرسال بالموجات فوق الصوتية UCM40T. يتكون محول دائرة الاستقبال بالموجات فوق الصوتية من رأس الاستقبال UCM40R، ومكبر الصوت المتتالي BG1 وBG2، ودائرة الكشف المتطابقة مع رأس الإرسال. عندما يقترب مستشعر مستوى السائل من رأس الاستقبال، تزداد زاوية انحراف الفولتميتر، وكلما اقترب سطح السائل، كانت زاوية الانحراف أكبر. وبذلك مستشعر الموجات فوق الصوتية 2 ميجاهرتز يحقق وظيفة الكشف عن تغيير بت السائل.

  تتمتع مستشعرات الموضع بالموجات فوق الصوتية بالعديد من المزايا مقارنة بأجهزة الاستشعار الأخرى. مثل: مستشعر مستوى الزيت بالموجات فوق الصوتية لا يحتوي على أي أجزاء نقل ميكانيكية، ولا يلمس كائن القياس وقياس عدم الاتصال، ولا يخاف من التداخل الكهرومغناطيسي، محول مقياس الجريان بالموجات فوق الصوتية لا يخاف من السوائل القوية المسببة للتآكل مثل الأحماض والقلويات، وبالتالي فإن الأداء مستقر وموثوق وعمر طويل. وقت الاستجابة القصير يجعل من السهل تنفيذ القياسات في الوقت الفعلي دون تباطؤ. ومع ذلك، فإن أجهزة استشعار الإرسال بالموجات فوق الصوتية الحالية بها بعض العيوب، مثل: مشاكل الانعكاس، ومشاكل الضوضاء، والمشكلات الشاملة وما إلى ذلك. يمكن حل هذه المشاكل باستخدام مجموعة من محولات الطاقة الخارجية لمقياس التدفق بالموجات فوق الصوتية مرتبة بزاوية، وترميز الموجات فوق الصوتية المرسلة، وترميز إشارات الموجات فوق الصوتية المنبعثة من كل مستشعر.