anailís phrionsabail ar braiteoir raon ultrasonaic

Prionsabal gineadóir ultrasonaic piezoelectric

Úsáideann gineadóir ultrasonaic piezoelectric iarbhír athshondas criostail piezoelectric chun oibriú. Taispeántar struchtúr inmheánach an ghineadóra ultrasonaic. Tá dhá sliseog piezoelectric agus pláta athshondais ann. Nuair a chuirtear comhartha cuisle i bhfeidhm ar a dhá chuaille, a bhfuil a mhinicíocht comhionann le minicíocht ascalaithe nádúrtha an wafer piezoelectric, déanfaidh an wafer piezoelectric athshondas agus tiomáint an pláta athshondais chun creathadh chun tonnta ultrasonaic a ghiniúint. Ar a mhalairt, mura gcuirtear aon voltas i bhfeidhm idir an dá leictreoid, nuair a fhaigheann an pláta athshondais tonnta ultrasonaic, cuirfidh sé brú ar an sliseanna piezoelectric chun an fuinneamh meicniúil a chreathadh agus a thiontú ina chomharthaí leictreacha. Ansin bíonn sé ina ghlacadóir ultrasonaic.

 

Prionsabal na ultrasonaic t ransducer  le haghaidh  d istance

Astaíonn an tarchuradóir ultrasonaic tonnta ultrasonaic i dtreo áirithe, agus tosaíonn sé uainiú ag an am céanna leis an am tarchurtha. Iomadaíonn na tonnta ultrasonaic san aer agus filleann siad láithreach nuair a bhíonn constaicí ar an mbealach. Stopann an glacadóir ultrasonaic an t-am díreach tar éis dó na tonnta frithchaite a fháil. Is é 340m/s luas iomadaithe na dtonnta ultrasonaic san aer. De réir an ama t a thaifeadann an t-amadóir, is féidir an fad idir an pointe seolta agus an bacainn a ríomh, eadhon: s=340t/2. Is é seo an modh raon difríochta ama mar a thugtar air.

 

Tá prionsabal na Is é braiteoir raon ultrasonaic an luas iomadaithe aitheanta de thonnta ultrasonaic san aer a úsáid chun an t-am a thagann trasna ar an tonn fuaime constaicí agus machnamh ar ais tar éis tarchurtha a thomhas, agus an t-achar iarbhír ón bpointe tarchurtha go dtí an chonstaic a ríomh bunaithe ar an difríocht ama idir tarchur agus fáiltiú. Is féidir a fheiceáil go bhfuil prionsabal an raon ultrasonaic mar an gcéanna le prionsabal an radair.

Sloinntear foirmle an bhraiteora raonta mar: L=C&Times; T áit arb é L an t-achar tomhaiste fad; Is é C luas iomadaithe na dtonnta ultrasonaic san aer; Is é T difríocht ama an iomadaithe achair tomhaiste (is é T leath luach an ama ó astaíocht go fáiltithe).

Úsáidtear braiteoir tomhais achar ultrasonaic go príomha le haghaidh tomhais achair i meabhrúcháin aisiompaithe, láithreáin tógála, láithreáin thionsclaíocha, etc. Cé gur féidir leis an raon tomhais achar reatha 100 méadar a bhaint amach, ní féidir leis an cruinneas tomhais ach an t-ordú ceintiméadar a bhaint amach.

Mar gheall ar na buntáistí a bhaineann le hastú treorach éasca, dea-stiúracht, rialú déine éasca, agus gan aon teagmháil dhíreach leis an réad tomhaiste, is modh idéalach é chun airde leachtach a thomhas. Is gá cruinneas tomhais leibhéal milliméadar a bhaint amach i dtomhas beacht leibhéal leachtach, ach níl sna ciorcaid chomhtháite speisialta ultrasonaic baile reatha ach cruinneas tomhais leibhéal ceintiméadar. Trí anailís a dhéanamh ar na cúiseanna atá leis an earráid raon ultrasonaic, feabhas a chur ar an difríocht ama tomhais go dtí an leibhéal microsecond, agus úsáid a bhaint as braiteoir teocht LM92 chun treoluas iomadú na dtonnta fuaime a chúiteamh, is féidir leis an aimsitheoir raon ultrasonaic ard-chruinneas a dhearamar a bhaint amach cruinneas tomhais milliméadar.

Earráid Anailís braiteoir raon ultrasonaic

De réir na foirmle tomhais achair ultrasonaic L=C&Times;T, is féidir a fhios gur earráid treoluas iomadaithe ultrasonaic agus earráid ama iomadaithe an achair tomhais is cúis leis an earráid tomhais achair.

earráid ama

Nuair is gá go mbeadh an earráid tomhais achair níos lú ná 1mm, glac leis go bhfuil an treoluas ultrasonaic C=344m/s (20 ℃ teocht an tseomra) ar eolas, agus neamhaird a dhéanamh ar earráid iomadaithe an treoluas fuaime. Is é 2.907ms an earráid raoin s△t<(0.001/344) ≈0.000002907s.

Faoin mbonn go bhfuil luas iomadaithe an tonn ultrasonaic cruinn, chomh fada agus a shroicheann cruinneas difríocht ama iomadaithe an achair tomhaiste an leibhéal microsecond, féadfaidh sé a chinntiú go bhfuil an earráid raon níos lú ná 1mm. Is féidir leis an lasc ama aon-sliseanna 89C51 ag baint úsáide as criostail 12MHz mar an tagairt clog a chomhaireamh go héasca go dtí cruinneas 1μs, agus mar sin glacann an córas an lasc ama 89C51 chun a chinntiú go bhfuil an earráid ama laistigh den raon tomhais 1mm.

Earráid treoluas iomadaithe ultrasonaic

luas iomadaithe na dtonnta ultrasonaic u ltrasonic .  trasducer  braiteoir  Cuireann dlús an aeir isteach ar Dá airde an dlús aeir, is amhlaidh is tapúla an luas iomadú tonnta ultrasonaic, agus tá dlúthbhaint ag dlús an aeir le teocht, mar a thaispeántar i dTábla 1.

Seo a leanas an gaol idir treoluas ultrasonaic agus teocht:

San fhoirmle: r — an cóimheas idir thoilleadh teasa gáis ag brú tairiseach le toilleadh teasa ag toirt thairiseach, is é sin 1.40 i gcás aer,

R — An tairiseach uilíoch gáis, 8.314kg·mol-1·K-1,

M-mheáchan móilíneach gáis, is é an t-aer ná 28.8&Times;10-3kg·mol-1,

T - teocht iomlán, 273K + T ℃.

Is í an fhoirmle neasach ná: C=C0+0.607&Times;T℃

áit a bhfuil: Is é C0 treoluas na toinne fuaime ag nialas céimeanna 332m/s;

Is é T an teocht iarbhír ( ℃).

Nuair is gá an cruinneas raon ultrasonaic a bhaint amach 1mm, ní mór an teocht chomhthimpeallach iomadú ultrasonaic a chur san áireamh. Mar shampla, nuair a bhíonn an teocht 0 ° C, is é an treoluas ultrasonaic 332m / s, agus ag 30 ° C tá sé 350m / s, agus is é 18m / s an t-athrú treoluas ultrasonaic de bharr an athraithe teochta. Má úsáidtear an ultrasonaic chun fad 100m a thomhas ag luas fuaime 0 ° C i dtimpeallacht 30 ° C, sroichfidh an earráid tomhais 5m, agus sroichfidh an earráid tomhais 1m 5mm.

Réamhchúraimí úsáide:

1. Ós rud é go gcuireann coinníollacha comhshaoil ​​agus aeráide isteach go mór ar ultrafhuaime, is fearr é a úsáid nuair a bhíonn an aimsir soiléir.

2. Ríomhann an raon aimsitheoir ultrasonaic an t-achar bunaithe ar phrionsabal an ama a scaoileann agus a fhaigheann an ionstraim tonn frithchaite an réad tomhaiste, mar sin tabhair aird ar rudaí eile a sheachaint i spás an achair tomhaiste agus é á úsáid, ar shlí eile beidh sé ina chúis le machnamh iolrach. Cruinneas tomhais.

3. Ós rud é go bhfuil uillinn tonn an tonn ultrasonaic sách mór, tabhair aird gan rudaí (cosúil le deasc, etc.) a bheith thart ar thaobh tosaigh na hionstraime le linn tomhais. Cathain PVDF  tithíochta Tá  u ltrasonic  trasduchtóir . á thomhas i suíomh seasta, ba chóir go mbeadh deireadh tosaigh na hionstraime ag brú amach ón dromchla ina gcuirtear an réad (mar shampla, ag brú amach ó phointe lasmuigh den deasc)

4. Coinnigh an ionstraim ag dronuilleach le dromchla an ruda atá le tomhas agus tú ag tomhas, agus coinnigh an ionstraim féin cothrománach nó ingearach oiread agus is féidir.

5. Nuair a bhíonn an raon aimsitheoir ultrasonaic á úsáid aige sa samhradh, más tomhas láimhe é, is fearr gan é a choinneáil i do lámh ar feadh ró-fhada, ionas nach gcuirfidh an ionstraim róthéamh agus go ndéanfaidh sé difear dá ghnáthoibríocht.