Langrækkende ultralydstransducersystem

Ultralydsmålingsalgoritmeanalyse

     Afstandsprocessen ved hjælp af ultralydspulsekkometoden er at excitere transduceren med højfrekvent elektrisk pulssignal for at transmittere en række af ultralydsdybdesensortransducer , når ultralydsbølgen mødes på transducerens akustiske akse, nås et eller flere mål, en del af lydenergien vil blive reflekteret tilbage og virke på transduceren, hvilket får transduceren til at få et svagt elektrisk signal. Efter at signalet er forstærket og filtreret, sendes det til mikroprocessorsystemet til informationsbehandling for at bestemme tidspunktet, hvor ekkosignalet vises, og rækkevidden for ultralydsbølgen og dens tilsvarende målafstand beregnes, hvorved en afstandsperiode afsluttes. Hvordan man forbedrer anti-interferens ydeevnen og realtidsydelsen af ​​ultralydsafstandssystem er et centralt teknisk problem, der skal overvejes, når man studerer ultralydssignalbehandlingsalgoritmer.

Ultrasonisk dybdesensor akustisk transducer påvirkes ikke kun af udbredelsesmediet under udbredelsesprocessen, men også dens signal-til-støj-forhold vil blive påvirket af eksterne faktorer som vibrationer, luftturbulens og absorption og dæmpning af lydenergi. Eksperimenter viser, at den traditionelle entalpidetektionsmetode er effektiv, når energien af ​​det transmitterede signal og det modtagne signal er relativt store under ultralydsafstandsmålingsprocessen. Når afstandssensoren er langt væk, forstyrres ekkosignalet i høj grad af eksterne faktorer. På dette tidspunkt er det vanskeligt for afstandssystemet direkte at bestemme, om transducerens udgangssignal er ekko eller støj. Den traditionelle detekteringsmetode med lukket værdi mislykkes. . Heldigvis er ekkosignalets indhylning stort set den samme som indhylningen af ​​det transmitterede signal. Derfor, ved at beregne krydskorrelationsfunktionen af ​​de to og finde det øjeblik, hvor toppen optræder, vil området for undervands dybdesensor sensor kan bestemmes. 

Blandt de mange introducerede signalbehandlingsalgoritmer er envelope-korrelationsfunktionsmetoden velegnet til både svage signaler og robuste algoritmer med lave samplingshastigheder. For at forbedre pålideligheden af ultralydsafstandsalgoritmen kan basebåndspulssignalet moduleres til et ultralydsfrekvenskodet signal ved hjælp af en passende valgt binært tilfældigt signalsekvens til ref. en pseudo-tilfældig kode eller en PN-kode). De akustisk undervandstransducer sendes til at transmittere et ultralydskodet signal udenfor. I de fleste tilfælde er det eksterne interferenssignal ikke relateret til det transmitterede kodede signal. Ved at beregne indhyllingskorrelationsfunktionen for det kodede signal og ekkosignalet kan det eksterne interferenssignal, der er blandet i ekkosignalet derfor elimineres eller reduceres til et minimum, hvorved der opnås svag signaldetektion med et negativt signal-til-støj-forhold. Jo længere længden er den pseudo-tilfældige sekvens af, jo større er indhyllingsprocessen, jo større er forstærkningen og peak-korrelationen. afstandssystem, vil blindzonen fra systemet også øges tilsvarende. Derfor bør det være baseret på den faktiske at måle efterspørgslen og vælge en pseudo-tilfældig sekvens af den passende længde.