وضع العمل لجهاز الاستشعار بالموجات فوق الصوتية

إذا تم تطبيق قطعة سيراميك كهرضغطية بتردد رنين قدره 40 كيلو هرتز في مستشعر الإرسال (تم تطبيق جهد عالي التردد 40 كيلو هرتز على مذبذب بلوري مزدوج، فإن قطعة السيراميك الكهرضغطية يتم تطويلها وتقصيرها وفقًا لقطبية الجهد العالي التردد المطبق، بحيث يتم إرسال موجات فوق صوتية بتردد 40 كيلو هرتز. تنتشر الموجات فوق الصوتية في شكل كثيف (يمكن تعديل درجة الكثافة بواسطة دائرة التحكم) ويتم إرسالها إلى جهاز استقبال الموجة. يعتمد جهاز الاستقبال على مبدأ التأثير الكهرضغطي الذي يستخدمه مستشعر الضغط، أي الضغط على العنصر الكهرضغطي لعمل الضغط. عندما يتم توتر المكون الكهربائي، فإنه ينتج جهدًا جيبيًا يبلغ 40 كيلو هرتز مع قطب '+' على جانب وقطب '-' على الجانب الآخر يسمح المستشعر للسائق بالعودة بأمان إلى الخلف. مبدأ ورقة بيانات مستشعر المسافة بالموجات فوق الصوتية هو اكتشاف أي عوائق بالقرب من المسار العكسي وإصدار تحذيرات في الوقت المناسب. يمكن لنظام الكشف المصمم تقديم تحذيرات مسموعة ومرئية ومسموعة ومرئية، ويشير التحذير إلى أنه تم اكتشاف العوائق في المنطقة العمياء من المسافة والاتجاه، وبهذه الطريقة، في مكان ضيق، سواء كان ركن السيارة أو القيادة، بمساعدة نظام كشف إنذار العوائق الخلفية، سيتم تقليل الضغط ويمكن اتخاذ الإجراءات اللازمة بسهولة.

2. مكونات النظام

وهو يتألف من جهاز استشعار الإرسال (أو جهاز إرسال الموجة)، جهاز استشعار الاستقبال (أو جهاز استقبال الموجة)، وجزء التحكم وجزء إمدادات الطاقة. يتكون مستشعر المرسل من جهاز إرسال ومحول هزاز سيراميكي يبلغ قطره حوالي 15 ملم. يعمل محول الطاقة على تحويل طاقة الاهتزاز الكهربائية لهزاز السيراميك الضغطي إلى طاقة فائقة وتشع في الهواء؛ وأجهزة استشعار القرب بالموجات فوق الصوتية المستقبلة عبارة عن محول هزاز سيراميك بيزو. من خلال دمجها مع دائرة التضخيم، تستقبل الموجة لتوليد اهتزازات ميكانيكية، والتي تحولها إلى طاقة كهربائية، وتستخدمها كمخرج لجهاز الاستقبال المستشعر للكشف عن الموجات الفائقة المرسلة. في الاستخدام الفعلي، يمكن أيضًا استخدام هزاز السيراميك الضغطي لجهاز استشعار الإرسال. يستخدم كهزاز سيراميكي لحساسات الاستقبال. يتحكم جزء التحكم بشكل أساسي في تردد سلسلة النبض، ودورة العمل، والتعديل والعد المتناثر، ومسافة الكشف المرسلة بواسطة جهاز الإرسال. يمكن استخدام مصدر طاقة جهاز الاستشعار بالموجات فوق الصوتية (أو مصدر الإشارة) مع DC12V ± 10% أو 24V ± 10%.

3. وضع التشغيل

يستخدم محول الطاقة بالموجات فوق الصوتية لقياس المسافة وسيلة صوتية لإجراء كشف غير ملامس وخالي من التآكل للكائن المراد اكتشافه. يمكن لأجهزة الاستشعار بالموجات فوق الصوتية اكتشاف الأجسام الشفافة أو الملونة، والأشياء المعدنية أو غير المعدنية، والمواد الصلبة والسائلة والبودرة. ولا يتأثر أداء الكشف الخاص به فعليًا بأي ظروف بيئية، بما في ذلك السخام والمطر. تستخدم أجهزة الاستشعار بالموجات فوق الصوتية بشكل أساسي وضع الكشف عن نوع الانعكاس المباشر. يقع الجسم المكتشف أمام المستشعر والذي ينبعث جزئيًا إلى المستشعر بواسطة الموجة الصوتية المنبعثة.

4. نطاق الكشف وزاوية الانبعاث الصوتي

يعتمد نطاق الكشف لمستشعر المسافة بالموجات فوق الصوتية على الطول الموجي والتردد الذي يتم استخدامه فيه. كلما زاد طول الموجة، قل التردد، وكلما زادت مسافة الكشف. على سبيل المثال، يحتوي المستشعر المدمج ذو الطول الموجي المليمتري على نطاق كشف يتراوح من 300 إلى 500 ملم. يمكن لجهاز استشعار بطول موجة أكبر من 5 مم اكتشاف نطاق يصل إلى 8 أمتار. تحتوي بعض المستشعرات على 6 مم أضيق؛ زاوية الانبعاث الصوتي وبالتالي فهي أكثر ملاءمة للكشف الدقيق عن الأجسام الصغيرة نسبيًا. أجهزة استشعار أخرى ذات زوايا انبعاث صوتية تتراوح من 12 مم إلى 15 مم، وهي قادرة على اكتشاف الأجسام ذات الانخفاضات الكبيرة. بالإضافة إلى ذلك، لدينا مستشعر بالموجات فوق الصوتية من نوع المسبار الخارجي، وتقع الدائرة الإلكترونية المقابلة في مبيت المستشعر التقليدي. يعتبر هذا الهيكل أكثر ملاءمة لاكتشاف المواقف التي تكون فيها مساحة التثبيت محدودة. تعديلات المستشعر هي تقريبًا جميع أجهزة الاستشعار بالموجات فوق الصوتية التي يمكنها ضبط النقاط البعيدة لإخراج المفتاح أو نطاق القياس. يمكن اكتشاف الكائنات خارج النطاق المحدد، ولكنها لن تؤدي إلى تغيير في حالة الإخراج. تحتوي بعض أجهزة الاستشعار على معلمات ضبط مختلفة، مثل وقت استجابة المستشعر، وأداء فقدان العودة، وتعديل اتجاه العمل عند توصيل المستشعر بجهاز المضخة. ستؤثر التكرارية والطول الموجي وعوامل أخرى على دقة مستشعر الموجات فوق الصوتية. العامل الأكثر أهمية هو سرعة الموجة الصوتية مع درجة الحرارة، لذلك تتمتع العديد من أجهزة الاستشعار بالموجات فوق الصوتية بخصائص تعويض درجة الحرارة. تتيح هذه الميزة لأجهزة الاستشعار بالموجات فوق الصوتية من نوع الإخراج التناظري تحقيق إمكانية التكرار بما يصل إلى 0.6 مم على نطاق واسع من درجات الحرارة.