test indexu výkonu technologie ultrazvukových senzorů

Technologie detekce ultrazvukových senzorů

The Ultrazvukové měniče jsou piezoelektrické keramické zařízení, které realizuje obousměrnou přeměnu mechanické energie a elektrické energie prostřednictvím piezoelektrického jevu. Jeho rychlost šíření je 344 m/s (25 stupňů). Pracovní frekvence je obecně mezi 20 kHz a 200 kHz. Vzdálenost a relativní rychlost překážek jsou určeny odrazem a dopplerovským jevem. Detekční vzdálenost je obecně mezi 1 m a 2 m. Je široce používán v produktových systémech, jako je reverzní sonar, alarm proti krádeži, průtokoměr, časování parkování a automatické dveře. Podrobný pracovní postup systému ultrazvukových senzorů je následující: ovladač pohání ultrazvukový senzor (integrovaný a integrovaný transceiver) přes řídicí obvod, aby generoval krátký ultrazvukový signál s pevnou frekvencí prostřednictvím piezoelektrické konverze, když ultrazvukový impuls narazí na překážku. Dojde k odrazu, přijímací senzor přijme odraženou mechanickou ozvěnu a poté prostřednictvím piezoelektrické transformace, poté, co se elektrický signál echa zpracuje zesílením, filtrací, detekcí atd., podle vysílané ultrazvukové vlny a přijatého odraženého echa. Časový interval se počítá na vzdálenost mezi senzorem a překážkou. Níže jsou uvedeny některé z jeho hlavních parametrů: Charakteristika akustického tlaku, akustický tlak (SPL) je parametr udávající objem emise snímače. Vyjadřuje se následujícím vzorcem: SPL=20logP/Pre(dB) 'P' je efektivní akustický tlak, 'Pre' je referenční akustický tlak (2×10-4ubar) a akustický tlak ultrazvukového snímače je obecně ≧100dB.

Citlivost je parametr udávající sílu přijímací schopnosti senzoru. Vyjadřuje se následujícím vzorcem: 20 log E/P (dB) 'E' je generovaná hodnota napětí (VRMS) a 'P' je vstupní akustický tlak (ubar). Citlivost ultrazvukový snímač vzdálenosti je obecně -60dB~-85dB. Detekovatelná oblast senzoru detekční obálky je nepravidelná, obecně nejsilnější vzadu, čím větší je vzdálenost, tím rychlejší je útlum; odraz šikmého směru je slabý, celková detekovatelná plocha je vějířová. Proces kontroly konvenčních ultrazvukových senzorů je následující

1. Nastavte stínící krabici, vložte standardní testovací tyč do nejvzdálenější polohy detekční vzdálenosti (1,5 m ~ 2 m) specifikované ve stínící krabici, obecně ¢ 75 mm PVC trubka, vložte modul snímače, který má být laděn, do testovacího rámu, připojuje osciloskop.

2. Zapněte systém a upravte nastavitelný střed týdne senzorové desky tak, aby ekvivalentní kapacita uvnitř středu a senzoru generovala rezonanci na specifické frekvenci a dosáhla optimálního bodu; poté odlaďte citlivost na echo snímač vzdálenosti měřící převodník (zpravidla přes nastavitelný odpor) ), sledujte šířku echa překážky přes osciloskop na požadovanou hodnotu.

3. 
    Standardní testovací tyč je posouvána motorem, aby se posunula efektivní detekční vzdálenost pro pozorování změny šířky echa překážky. Zároveň bude bzučák hlásit různá zvuková varování podle různých vzdáleností. U tradičního testu ultrazvukového senzoru lze uvažovat pouze o tom, zda je funkce dosahu senzoru, tento režim měření se posuzuje podle změny materiálu a povrchové úpravy PVC trubky; a pro výkonnostní index snímače, jako je akustický tlak, přijímací citlivost. Neexistuje žádná kvantitativní detekce a stanovení rozsahu obálky detekce; a rozsah je realizován na základě odrazu PVC trubky, což má za následek velkou chybu v parametrové konzistenci produktu. Předkládaný vynález navrhuje následující způsoby detekce:

   
   1. Po dokončení funkčního testu rozsahu snímače ověřte akustický tlak a rozsah obálky ultrazvukového snímače dosahu. Senzor může v tomto režimu nepřetržitě vydávat ultrazvukové vlny; pět prostorově rozmístěných vysokofrekvenčních mikrofonů je nastaveno mimo určitou horizontální vzdálenost (30-40 cm) od testovacího senzoru a ultrazvukové signály vysílané senzory jsou shromažďovány pěti vysokofrekvenčními mikrofony k posouzení a analýze. Hladina akustického tlaku ultrazvukové vlny a poloha kalibrace mikrofonu určují, zda úhel paprsku snímače (rozsah obálky) splňuje požadavky na index.

   
   2. Po dokončení výše uvedeného testu se provede test indexu citlivosti příjmu snímače. Senzor v tomto režimu přejde do stavu nepřetržitého příjmu a nastaví vysílací senzor mimo určitou horizontální vzdálenost (30 až 40 cm). Vysílací senzor vysílá ultrazvukový signál, který kalibruje určitou hladinu akustického tlaku (simuluje intenzitu signálu echa vyzařovaného překážkou), a ultrazvukový signál vysílaný vysílacím senzorem přijímá přijímací senzor, který má být testován, a v senzoru se provádí piezoelektrická konverze a zesílení signálu. Poté se připojte k akviziční kartě pro analýzu dat, analyzujte, zda senzor může přijímat echo signál za podmínek citlivosti, a otestujte, zda citlivost příjmu senzoru splňuje požadavky na index testu.

     
   3. Vyrobte stínící box pro testování funkčnosti ultrazvukový snímač vzdálenosti
   . Vnitřek krabičky je pokryt vatou pohlcující zvuk, aby se zabránilo rušení jinými zvukovými vlnami během testování. V krabici jsou přípravky pro testovací pozici snímače. K dispozici je 5 vysokofrekvenčních mikrofonů a jeden ve spodní části krabice. O startovacím senzoru. Používají se k testování akustického tlaku, rozsahu obálky a citlivosti na echo testovaného ultrazvukového senzoru.

           
   4. Senzor musí mít tři testovací režimy, které mohou realizovat konverzi režimu komunikací s hostitelem.  

                   
   5, režim kontinuálního přenosu, ve kterém může senzor nepřetržitě vydávat ultrazvukové vlny během testu bez příjmu ozvěny; v tomto režimu jsou ultrazvukové signály vysílané senzory shromažďovány pěti vysokofrekvenčními mikrofony k posouzení akustického tlaku ultrazvukových vln. Úroveň a poloha kalibrace mikrofonu určují, zda úhel paprsku snímače splňuje požadavky na index.