اختبار مؤشر الأداء لتقنية الاستشعار بالموجات فوق الصوتية

تكنولوجيا الكشف عن أجهزة الاستشعار بالموجات فوق الصوتية

ال محولات الطاقة بالموجات فوق الصوتية عبارة عن جهاز سيراميك كهرضغطية يحقق تحويلًا ثنائي الاتجاه للطاقة الميكانيكية والطاقة الكهربائية من خلال تأثير كهرضغطية. سرعة انتشاره 344 م/ث (25 درجة). يتراوح تردد التشغيل عمومًا بين 20 كيلو هرتز و200 كيلو هرتز. يتم تحديد المسافة والسرعة النسبية للعوائق من خلال الانعكاس وتأثير دوبلر. تتراوح مسافة الكشف بشكل عام بين 1 م و 2 م. يتم استخدامه على نطاق واسع في أنظمة المنتجات مثل السونار العكسي، إنذار ضد السرقة، مقياس التدفق، توقيت وقوف السيارات، والباب الأوتوماتيكي. سير العمل التفصيلي لنظام الاستشعار بالموجات فوق الصوتية كما يلي: تقوم وحدة التحكم بتشغيل المستشعر بالموجات فوق الصوتية (جهاز الإرسال والاستقبال المدمج والمتكامل) من خلال دائرة القيادة لتوليد إشارة بالموجات فوق الصوتية قصيرة ثابتة التردد من خلال التحويل الكهرضغطي، عندما يواجه نبض الموجات فوق الصوتية عائقًا. سيحدث الانعكاس، وسيستقبل مستشعر الاستقبال الصدى الميكانيكي المنعكس، ثم من خلال التحول الكهرضغطي، بعد معالجة إشارة الصدى الكهربائية عن طريق التضخيم والتصفية والكشف وما إلى ذلك، وفقًا للموجة فوق الصوتية المرسلة والصدى المنعكس المستلم. يتم حساب الفاصل الزمني على أساس المسافة بين المستشعر والعائق. فيما يلي بعض معلماته الرئيسية: خصائص ضغط الصوت، ضغط الصوت (SPL) هو معلمة تشير إلى حجم انبعاث المستشعر. يتم التعبير عنه بالمعادلة التالية: SPL=20logP/Pre(dB) 'P' هو ضغط الصوت الفعال، 'Pre' هو ضغط الصوت المرجعي (2×10-4ubar)، وضغط الصوت لجهاز الاستشعار بالموجات فوق الصوتية بشكل عام هو ≧100 ديسيبل.

الحساسية هي معلمة تشير إلى قوة قدرة الاستقبال للمستشعر. ويتم التعبير عنها بالمعادلة التالية: 20 log E/P (dB) 'E' هي قيمة الجهد المولد (VRMS)، و'P' هو ضغط صوت الإدخال (ubar). حساسية ال مستشعر المسافة بالموجات فوق الصوتية بشكل عام هو -60 ديسيبل ~ -85 ديسيبل. المنطقة القابلة للاكتشاف لمستشعر غلاف الكشف غير منتظمة، وتكون أقوى بشكل عام في الخلف، وكلما كانت المسافة أبعد، كان التوهين أسرع؛ انعكاس الاتجاه المائل ضعيف، ويتم تهوية المنطقة القابلة للاكتشاف بشكل عام. عملية فحص أجهزة الاستشعار بالموجات فوق الصوتية التقليدية هي كما يلي

1. قم بتعيين صندوق حماية، ضع قضيب اختبار قياسي في أبعد موضع لمسافة الكشف (1.5 م ~ 2 م) المحدد في صندوق التدريع، بشكل عام أنبوب PVC 75 مم، ضع وحدة الاستشعار ليتم تصحيحها في إطار الاختبار، فهو يربط راسم الذبذبات.

2. قم بتشغيل النظام، وضبط منتصف الأسبوع القابل للتعديل للوحة المستشعر، بحيث تولد السعة المكافئة داخل المنتصف والمستشعر رنينًا عند تردد محدد وتصل إلى النقطة المثالية؛ ثم قم بتصحيح حساسية الصدى لـ مستشعر محول قياس المسافة (بشكل عام من خلال المقاوم القابل للتعديل))، لاحظ عرض الصدى للعائق من خلال راسم الذبذبات إلى القيمة المطلوبة.

3. 
    يتم تحريك قضيب الاختبار القياسي بواسطة المحرك لتحريك مسافة الكشف الفعالة لملاحظة التغير في عرض الصدى للعائق. وفي الوقت نفسه، سيصدر الجرس تحذيرات مسموعة مختلفة وفقًا للمسافات المختلفة. بالنسبة لاختبار المستشعر بالموجات فوق الصوتية التقليدي، لا يمكن إلا أن يأخذ في الاعتبار ما إذا كانت وظيفة النطاق للمستشعر، يتم الحكم على وضع القياس هذا من خلال تغيير المادة والانتهاء من السطح لأنبوب PVC؛ وبالنسبة لمؤشر أداء المستشعر مثل ضغط الصوت، حساسية الاستقبال. لا يوجد كشف كمي وتحديد نطاق غلاف الكشف؛ ويتم تحقيق النطاق بناءً على انعكاس أنبوب PVC، مما يؤدي إلى خطأ كبير في اتساق المعلمة للمنتج. يقترح الاختراع الحالي طرق الكشف التالية:

   
   1. بعد الانتهاء من اختبار وظيفة نطاق المستشعر، للتحقق من ضغط الصوت ونطاق الغلاف لمستشعر تحديد المدى بالموجات فوق الصوتية. يمكن للمستشعر أن يصدر موجات فوق صوتية بشكل مستمر في هذا الوضع؛ يتم وضع خمسة ميكروفونات عالية التردد موزعة مكانيًا خارج مسافة أفقية معينة (30-40 سم) من مستشعر الاختبار، ويتم جمع إشارات الموجات فوق الصوتية المنبعثة من المستشعرات بواسطة خمسة ميكروفونات عالية التردد للحكم والتحليل. يحدد مستوى ضغط الصوت للموجة فوق الصوتية وموضع معايرة الميكروفون ما إذا كانت زاوية شعاع المستشعر (نطاق المغلف) تلبي متطلبات الفهرس.

   
   2. بعد الانتهاء من الاختبار أعلاه، يتم إجراء اختبار مؤشر حساسية الاستقبال للمستشعر. يدخل المستشعر في حالة الاستقبال المستمر في هذا الوضع، ويضبط مستشعر الإرسال خارج مسافة أفقية معينة (30 إلى 40 سم). ينبعث مستشعر الإرسال إشارة فوق صوتية تقوم بمعايرة مستوى معين من ضغط الصوت (محاكاة شدة إشارة الصدى المنبعثة من العائق)، ويستقبل مستشعر الاستقبال إشارة الموجات فوق الصوتية المنبعثة من مستشعر الإرسال ليتم اختبارها، ويتم إجراء التحويل الكهرضغطي وتضخيم الإشارة في المستشعر. ثم قم بالاتصال ببطاقة الاستحواذ لتحليل البيانات، وتحليل ما إذا كان المستشعر يمكنه استقبال إشارة الصدى في ظل حالة الحساسية، واختبار ما إذا كان المستشعر الذي يتلقى الحساسية يلبي متطلبات مؤشر الاختبار.

     
   3. تصنيع صندوق تدريع لاختبار عمل مستشعر المسافة بالموجات فوق الصوتية
   . الجزء الداخلي من الصندوق مغطى بقطن ممتص للصوت لمنع تداخل الموجات الصوتية الأخرى أثناء الاختبار. توجد تركيبات لموضع اختبار المستشعر في الصندوق. يوجد 5 ميكروفونات عالية التردد وواحد في أسفل الصندوق. حول إطلاق الاستشعار. يتم استخدامها لاختبار ضغط الصوت ونطاق الغلاف وحساسية الصدى لمستشعر الموجات فوق الصوتية المراد اختباره.

           
   4. يحتاج المستشعر إلى ثلاثة أوضاع اختبار، والتي يمكنها تحقيق تحويل الوضع من خلال التواصل مع المضيف.  

                   
   5، وضع الإرسال المستمر، حيث يمكن للمستشعر أن ينبعث بشكل مستمر موجات فوق صوتية من خلال الاختبار دون استقبال الصدى؛ في هذا الوضع، يتم جمع إشارات الموجات فوق الصوتية المنبعثة من المستشعرات بواسطة خمسة ميكروفونات عالية التردد للحكم على ضغط الصوت للموجات فوق الصوتية. يحدد مستوى معايرة الميكروفون وموضعه ما إذا كانت زاوية شعاع المستشعر تلبي متطلبات الفهرس.