Jak funguje ultrazvukový snímač polohy

   Ultrazvukový snímač polohy využívá princip ultrazvukového měření ozvěny. K detekci vzdálenosti mezi snímačem využívá různé technologie měření. Ultrazvukový senzor s malým úhlem a malou slepou plochou má výhody přesného měření, bezkontaktního, vodotěsného, ​​antikorozního a nízkého nákladu. Používá se hlavně v hladině kapaliny, hladině materiálu, detekci hladiny materiálu a tak dále. Základní princip ultrazvukového snímače polohy je znázorněn na obrázku.

  Základním principem ultrazvukového snímače polohy je, že systém vyšle ultrazvukový puls jednotlivě z vysílacího snímače, který přejde na měřený objekt a po odrazu se vrátí zpět k přijímacímu snímači, změří požadovaný čas pro ultrazvukový puls od vysílání k příjmu a následně podle rychlosti zvuku v médiu, Získání snímače vzdálenosti od měřeného objektu pro určení polohy. Vezmeme-li v úvahu vliv okolní teploty na rychlost šíření ultrazvuku, rychlost šíření
převodník pro průtokoměr je korigován metodou teplotní kompenzace pro zlepšení přesnosti měření. Vzorec je:

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

  Kde: S je měřená vzdálenost; T je časový rozdíl mezi vysíláním ultrazvukového impulsu a přijetím jeho echa; t1 je doba příjmu ultrazvukového echa; t0 je doba přenosu ultrazvukového impulsu. Pomocí snímací funkce MCU je vhodné měřit čas t1 a čas t0. Podle vzorce lze naměřenou vzdálenost S získat softwarovým programováním.

   Jak je znázorněno na obrázku, jedná se o ultrazvuk snímače palivové nádrže . indikační obvod Obvod se skládá z ultrazvukového vysílacího obvodu a přijímacího obvodu. Obvod ultrazvukového vysílače se skládá z NE555, R1, W1, C1 a ultrazvukového vysílače UCM40T. Převodník ultrazvukového přijímacího obvodu se skládá z přijímací hlavy UCM40R, kaskádového zesilovače BG1 a BG2 a detekčního obvodu, které jsou sladěny s vysílací hlavou. Když se snímač hladiny kapaliny přiblíží k přijímací hlavě, úhel vychýlení voltmetru se zvětší a čím blíže je hladina kapaliny, tím větší je úhel vychýlení. Tím 2MHz ultrazvukový senzor realizuje funkci změny bitů detekční kapaliny.

  Ultrazvukové snímače polohy mají oproti jiným snímačům mnoho výhod. Jako například: ultrazvukový snímač hladiny oleje je bez mechanických převodových dílů, nedotýká se měřeného objektu a bezkontaktního měření, nebojí se elektromagnetického rušení, ultrazvukový průtokoměrový převodník se nebojí silných korozivních kapalin, jako jsou kyseliny a zásady, takže výkon je stabilní, spolehlivý, dlouhá životnost. Jeho krátká doba odezvy usnadňuje provádění měření v reálném čase bez hystereze. Současné senzory pro přenos ultrazvuku však mají některé nedostatky, jako jsou: problémy s odrazem, problémy se šumem, problémy s průřezem a tak dále. Tyto problémy lze vyřešit použitím množství externích ultrazvukových průtokoměrů, převodník je uspořádán pod úhlem, kóduje vysílané ultrazvukové vlny a kóduje ultrazvukové signály emitované každým senzorem.