تصميم دائرة الإرسال والاستقبال بالموجات فوق الصوتية

الأجهزةتصميم الدوائر

موجة مربعة 40 كيلو هرتز تتم برمجة مستشعر الموجات فوق الصوتية لمحول الطاقة بواسطة شريحة واحدة، ويتم إخراجها بواسطة منفذ P3.6، ثم يتم استخدام مسبار الإرسال بالموجات فوق الصوتية لنقل الموجات فوق الصوتية من خلال دائرة التضخيم. بعد انعكاس الموجة فوق الصوتية المنبعثة مرة أخرى عن طريق العائق، يستقبل رأس الاستقبال بالموجات فوق الصوتية الإشارة ويرسلها إلى الكمبيوتر الصغير أحادي الشريحة من خلال تضخيم الكشف والتشكيل المتكامل وسلسلة من معالجة دائرة الاستقبال. الكمبيوتر الصغير ذو الشريحة الواحدة يقوم محول الطاقة المستشعر بالموجات فوق الصوتية بحساب مسافة العائق باستخدام سرعة انتشار الموجة الصوتية والفاصل الزمني من إرسال النبض إلى استقبال النبض المنعكس، ويتم عرضه بواسطة كمبيوتر صغير أحادي الشريحة. يتكون جهاز قياس المسافة من مستشعر بالموجات فوق الصوتية، وكمبيوتر صغير ذو شريحة واحدة، ودائرة إرسال/استقبال وشاشة LED. يتم توصيل طرف الإدخال للمستشعر بدائرة الإرسال والاستقبال، ويتم توصيل طرف الإخراج لدائرة الاستقبال بالكمبيوتر الصغير ذي الشريحة الواحدة، ويتم توصيل طرف الإخراج للرقاقة المفردة بنهاية الإدخال لدائرة العرض.

تصميم دوائر الإرسال والاستقبال بالموجات فوق الصوتية:

الموجات فوق الصوتية هي موجة ميكانيكية بتردد اهتزاز يتجاوز 20 كيلو هرتز. يمكن أن ينتقل في خط مستقيم، واتجاه الانتشار جيد. ومسافة الانتشار بعيدة أيضًا. عندما جهاز استشعار بالموجات فوق الصوتية الخارجية ينتقل في الوسط فإنه يصادف عائقا على السطح العاكس الواقع عليه. سيتم إنشاء موجة منعكسة. نظرًا للخصائص العديدة المذكورة أعلاه للموجات فوق الصوتية، تُستخدم الموجات فوق الصوتية على نطاق واسع في قياس مسافة الجسم وسمكه وما شابه. علاوة على ذلك، يعد قياس الموجات فوق الصوتية طريقة مثالية لقياس مدى عدم الاتصال. عند إجراء قياس المسافة، يتم تثبيت جهاز إرسال واستقبال الموجات فوق الصوتية على نفس الخط الأفقي لإكمال إرسال واستقبال الموجات فوق الصوتية، وفي نفس الوقت يبدأ الموقت في العد. أولاً، يقوم مسبار الإرسال بالموجات فوق الصوتية بإصدار موجات فوق صوتية في اتجاه الرجوع ويبدأ المؤقت في نفس الوقت. عندما تكون الموجات فوق الصوتية في الهواء، سوف تنعكس مرة أخرى عندما تواجه عقبات. عندما تستقبل محولات الطاقة بالموجات فوق الصوتية للمسبار المستقبل الموجات المنعكسة، فإنها ستعطي نبضات سلبية. انتقل إلى وحدة التحكم الدقيقة لإيقاف التوقيت فورًا. بهذه الطريقة، يمكن للمؤقت أن يسجل بدقة الوقت t(s) المستخدم للانتشار ذهابًا وإيابًا بين نقطة انبعاث الموجات فوق الصوتية والعائق. بما أن الموجات فوق الصوتية تنتشر في الهواء عند درجة حرارة عادية تبلغ حوالي 340 م/ث، فإن المسافة بين العائق ومسبار الإرسال هي: S = 340 × t / 2 = 170 × t.

تصميم دائرة الإرسال بالموجات فوق الصوتية

تتكون دائرة الإرسال بالموجات فوق الصوتية من محول عمق بالموجات فوق الصوتية ومكبر للصوت بالموجات فوق الصوتية. يقوم مسبار الموجات فوق الصوتية بتحويل الإشارة الكهربائية إلى موجة ميكانيكية، ويحتاج نبض الموجة المربعة 40 كيلو هرتز الناتج عن الشريحة المفردة إلى تضخيم لدفع مسبار الموجات فوق الصوتية لنقل الموجة فوق الصوتية. ولذلك، فإن قيادة الانبعاثات هي في الواقع دائرة تضخيم الإشارة. تقوم الشريحة بتضخيم الإشارة. تم تصميم دائرة الاستقبال بالموجات فوق الصوتية بحيث يتم تخفيفها أثناء انتشار الموجات فوق الصوتية في الهواء. إذا كانت المسافة طويلة، فإن إشارة الموجات فوق الصوتية التي تتلقاها دائرة الاستقبال بالموجات فوق الصوتية ستكون ضعيفة، لذلك من الضروري تضخيم إشارة الاستقبال. المضاعفات هي أيضا كبيرة نسبيا.

الموجات فوق الصوتية هو مصطلح عام للموجات الميكانيكية التي يتجاوز ترددها حد التردد السمعي للأذن البشرية. ويمكن أن ينتقل في الغازات والسوائل والمواد الصلبة. جهاز الاستشعار بالموجات فوق الصوتية هو جهاز استشعار تم تطويره باستخدام خصائص الموجات فوق الصوتية. يمكن استخدام أجهزة الاستشعار بالموجات فوق الصوتية في الكشف عن المسافة، وقياس التدفق، والكشف عن العيوب المعدنية، وما إلى ذلك. لذلك، يتم استخدام اختبار الموجات فوق الصوتية على نطاق واسع في الجوانب الصناعية والدفاع الوطني والطب الحيوي وغيرها.

محول مستوى الطين هو جهاز أو جهاز يمكنه استشعار جسم محدد محدد وتحويله إلى إشارة قابلة للاستخدام وفقًا لقاعدة معينة. عادة، يتم قياسها ككمية فيزيائية غير كهربائية، وتكون إشارة الخرج بشكل عام قوة. ويمكن أن تكون بمثابة امتداد للأعضاء الحسية للإنسان وتوسيع نطاق وصول الإنسان إلى المعلومات في المجالات الطبيعية والإنتاجية في جميع الجوانب. في منتصف القرن العشرين، وجد أن بلورات بعض الوسائط (مثل بلورات الكوارتز، وبلورات طرطرات البوتاسيوم، وما إلى ذلك) كانت قادرة على توليد موجات فوق صوتية ذات طاقة أعلى تحت تأثير الجهد العالي والنبض الضيق. ووفقًا لهذا، فإن أجهزة الاستشعار بالموجات فوق الصوتية قادرة على إصدار واستقبال وتحليل الأصوات غير المرئية لآذاننا. في جانب الكشف، يمكن لجهاز الاستشعار بالموجات فوق الصوتية أداء وظائف مثل تحديد المدى بالموجات فوق الصوتية والكشف عن العيوب بالموجات فوق الصوتية، ويمكن استخدامه للكشف عن حطام الغواصات وغواصات العدو وعرض الإصابات الداخلية المعدنية. ويمكن تطبيقها على مختلف المجالات التقنية مثل الصناعة والزراعة والصناعة الخفيفة والرعاية الطبية، وترتبط ارتباطًا وثيقًا بحياتنا.