خطا و اقدامات احتیاطی سنسور فاصله اولتراسونیک

در صنعت، کاربرد معمول مبدل های فاصله اولتراسونیک، آزمایش غیر مخرب فلزات و اندازه گیری ضخامت اولتراسونیک است. در گذشته، بسیاری از فناوری‌ها به دلیل ناتوانی در تشخیص درون اشیاء مانع می‌شدند و ظهور فناوری سنجش فراصوت این وضعیت را تغییر داد. البته، سنسورهای اولتراسونیک بیشتری به طور ثابت روی دستگاه‌های مختلف نصب شده‌اند تا سیگنال‌های مورد نیاز مردم را بگیرند. در برنامه های آینده، اولتراسوند با فناوری اطلاعات و فناوری های جدید مواد ترکیب می شود و حسگرهای اولتراسونیک هوشمندتر و بسیار حساس تر ظاهر می شوند.

کنترل از راه دور اولتراسونیک کنترل از راه دور می تواند لوازم خانگی و روشنایی را کنترل کند. سنسور اولتراسونیک کوچک (Φ12-Φ16)، فرکانس کاری 40KHZ، فاصله کنترل از راه دور حدود 10 متر است. انتقال کنترل از راه دور، این یک اسیلاتور متشکل از 555 مدار پایه زمانی است، برای تنظیم پتانسیومتر 10K، باعث می شود سنسور فرکانس نوسان 40KHZ به پایه سوم متصل شود، هنگامی که دکمه فشار داده می شود، موج اولتراسونیک به بیرون فرستاده می شود و مدار دریافت می شود. منبع تغذیه با ولتاژ 220 ولت کاهش می یابد، اصلاح می شود، فیلتر می شود و برای به دست آوردن ولتاژ کاری 12 ولت تنظیم می شود. از آنجایی که منبع تغذیه غیر ایزوله است، کل مدار باید در محفظه پلاستیکی بسته بندی شود تا از برق گرفتگی جلوگیری شود (هنگام اشکال زدایی نیز توجه کنید). سیگنال توسط گیرنده اولتراسونیک دریافت می شود و توسط Q1 و Q2 تقویت می شود (مخزن های تشدید L و C در 40 کیلوهرتز تنظیم می شوند). سیگنال تقویت شده یک مدار دوپایه متشکل از Q3 و Q4 را راه اندازی می کند و Q5 و LED به عنوان ایزوله ماشه استفاده می شوند و می توانند روشن شوند. از آنجایی که حالت bistable هنگام راه اندازی تصادفی است، یک دکمه پاک اضافه می شود. 

سیگنال ماشه خروجی Q5 تریاک را روشن می کند و بار روشن می شود. برای بارگذاری مدار باز، دکمه ارسال را یک بار فشار دهید. نشانگر و کنترل کننده سطح مایع. از آنجایی که موج اولتراسونیک دارای تضعیف خاصی در هوا است، سیگنال مبدل سنسور فاصله اولتراسونیک به سطح مایع ارسال می شود و از سطح مایع به عقب بازتاب می شود، مربوط به سطح مایع است. هرچه موقعیت سطح مایع بالاتر باشد، سیگنال بزرگتر است. سطح مایع پایین تر است. سیگنال کوچک است. سیگنال دریافتی توسط BG1 و BG2 تقویت می شود و توسط D1 و D2 به ولتاژ DC اصلاح می شود. هنگامی که ولتاژ 4.7KΩ است که از ولتاژ روشن BG3 بیشتر می شود، جریانی از BG3 می گذرد و آمپرمتر نشان می دهد که جریان مربوط به سطح مایع است. هنگامی که سطح مایع کمتر از مقدار تنظیم شده باشد، خروجی مقایسه کننده کم است. BG انجام نمی دهد. اگر سطح مایع به موقعیت مشخص شده افزایش یابد، مقایسه کننده تغییر می کند و سطح بالایی را خروجی می دهد. BG روشن می شود، J مکیده می شود و سوئیچ تزریق می تواند توسط یک شیر برقی خاموش شود تا به هدف کنترل دست یابد.

تست سطح مایع اصل اساسی اندازه گیری سطح مایع اولتراسونیک است: سیگنال پالس اولتراسونیک ساطع شده توسط سنسور اندازه گیری فاصله اولتراسونیک در گاز منتشر می شود که پس از رابط بین هوا و مایع منعکس می شود و سیگنال اکو را پس از دریافت سیگنال اکو دریافت می کند. زمان، شما می توانید فاصله یا سطح مایع را تبدیل کنید. روش‌های اندازه‌گیری اولتراسونیک مزایای زیادی دارد که با روش‌های دیگر قابل مقایسه نیست: (1) بدون هیچ گونه اجزای انتقال مکانیکی، و نه با مایع مورد آزمایش، اندازه‌گیری بدون تماس است که از تداخل الکترومغناطیسی و مایعات خورنده قوی مانند اسید و قلیایی ترس ندارد، بنابراین عملکرد پایدار، قابلیت اطمینان بالا و عمر طولانی است. (2) زمان پاسخ کوتاه آن، انجام اندازه‌گیری بلادرنگ بدون پسماند را آسان می‌کند.

سنسور مبدل اندازه گیری فاصله در عملکرد سیستم در فرکانس حدود 40 کیلوهرتز استفاده می شود. پالس اولتراسونیک توسط سنسور فرستنده ساطع می شود و سطح مایع منعکس شده و به سنسور دریافت کننده باز می گردد تا زمان انتقال پالس اولتراسونیک از گیرنده به گیرنده اندازه گیری شود. با توجه به سرعت صوت در محیط می توان فاصله سنسور تا سطح مایع را بدست آورد. برای تعیین سطح مایع. با در نظر گرفتن تأثیر دمای محیط بر سرعت انتشار اولتراسونیک، سرعت انتشار با روش جبران دما برای بهبود دقت اندازه گیری صحیح است. فرمول محاسبه این است: V=331.5+0.607T. که در آن: V سرعت انتشار موج اولتراسونیک در هوا است. T دمای محیط است.S=V ×t/2=V×(t1-t0)/2 که در آن: S فاصله اندازه گیری است. t تفاوت زمانی بین ارسال پالس اولتراسونیک و دریافت اکو آن است. t1 زمان دریافت اکو اولتراسونیک است. t0 زمان ارسال پالس اولتراسونیک است. با استفاده از تابع ضبط MCU، اندازه گیری زمان t0 و زمان t1 راحت است. با توجه به فرمول فوق می توان فاصله اندازه گیری S را با برنامه نویسی نرم افزار بدست آورد. از آنجایی که MCU سیستم یک پردازنده سیگنال ترکیبی با ویژگی های SOC را انتخاب می کند و یک سنسور دما را در آن ادغام می کند، جبران دمای سنسور را می توان به راحتی با استفاده از نرم افزار متوجه شد.

موارد احتیاط:

1: برای اطمینان از قابلیت اطمینان و عمر طولانی، که از سنسور در خارج از منزل یا بالاتر از دمای نامی استفاده نمی شود.
2: از آنجایی که سنسور اولتراسونیک از هوا به عنوان رسانه انتقال استفاده می کند، انعکاس و شکست در مرز ممکن است در زمانی که دمای محلی متفاوت است باعث اختلال در عملکرد شود و همچنین فاصله تشخیص ممکن است با وزش باد تغییر کند. بنابراین نباید از سنسورها در کنار وسایلی مانند فن های اجباری استفاده کرد.
3: جت های خارج شده از نازل های هوا دارای فرکانس های متعدد هستند و بنابراین روی سنسور تاثیر می گذارند و نباید در نزدیکی سنسور استفاده شوند.
4: قطرات آب روی سطح سنسور فاصله تشخیص را کوتاه می کند.
5: موادی مانند پودر ریز و نخ پنبه هنگام جذب صدا (سنسور بازتابی) قابل تشخیص نیستند.
6: سنسورها را نمی توان در مناطق خلاء یا ضد انفجار استفاده کرد.
7: از سنسور در مناطق دارای بخار استفاده نکنید. جو در این ناحیه ناهموار است که باعث ایجاد گرادیان دما می شود که باعث خطاهای اندازه گیری می شود.

مشکل نوردهی:

استفاده از سنسور فاصله اولتراسونیک ساده، راحت و کم هزینه است. با این حال، سنسورهای اولتراسونیک فعلی دارای معایبی مانند مشکلات بازتابی، نویز و مشکلات متقاطع هستند. مشکل انعکاس این است که اگر جسم مورد شناسایی همیشه در زاویه مناسب قرار داشته باشد، سنسور اولتراسونیک زاویه درست را دریافت می کند. اما متاسفانه، در استفاده واقعی، تعداد کمی از اشیاء شناسایی را می توان به درستی تشخیص داد.

ممکن است چندین خطا در مبدل وجود داشته باشد: