लंबी दूरी की अल्ट्रासोनिक रेंजिंग ट्रांसड्यूसर प्रणाली

अल्ट्रासोनिक रेंजिंग एल्गोरिदम विश्लेषण

     अल्ट्रासोनिक पल्स इको विधि का उपयोग करने वाली रेंजिंग प्रक्रिया ट्रांसड्यूसर को उच्च आवृत्ति इलेक्ट्रिक पल्स सिग्नल के साथ उत्तेजित करके श्रृंखला को प्रसारित करने के लिए है अल्ट्रासोनिक डेप्थ सेंसर ट्रांसड्यूसर , जब अल्ट्रासोनिक तरंग ट्रांसड्यूसर के ध्वनिक अक्ष पर मिलती है, एक या अधिक लक्ष्य तक पहुंच जाती है, तो ध्वनि ऊर्जा का हिस्सा वापस प्रतिबिंबित होगा और ट्रांसड्यूसर पर कार्य करेगा, जिससे ट्रांसड्यूसर एक कमजोर विद्युत संकेत का कारण बन रहा है। सिग्नल को प्रवर्धित और फ़िल्टर करने के बाद, इसे इको सिग्नल प्रकट होने का समय निर्धारित करने के लिए सूचना प्रसंस्करण के लिए माइक्रोप्रोसेसर सिस्टम में भेजा जाता है, और अल्ट्रासोनिक तरंग की सीमा समय और इसके संबंधित लक्ष्य दूरी की गणना की जाती है, जिससे रेंजिंग अवधि पूरी हो जाती है। अल्ट्रासोनिक रेंजिंग सिस्टम के हस्तक्षेप-विरोधी प्रदर्शन और वास्तविक समय के प्रदर्शन को कैसे सुधारें यह एक प्रमुख तकनीकी समस्या है जिस पर अल्ट्रासोनिक सिग्नल प्रोसेसिंग एल्गोरिदम का अध्ययन करते समय विचार किया जाना चाहिए।

अल्ट्रासोनिक गहराई सेंसर ध्वनिक ट्रांसड्यूसर न केवल प्रसार प्रक्रिया के दौरान प्रसार माध्यम से प्रभावित होते हैं, बल्कि इसका सिग्नल-टू-शोर अनुपात बाहरी कारकों जैसे कंपन, वायु अशांति और अवशोषण और ध्वनि ऊर्जा के क्षीणन से भी प्रभावित होगा। प्रयोगों से पता चलता है कि पारंपरिक एन्थैल्पी पता लगाने की विधि तब प्रभावी होती है जब अल्ट्रासोनिक रेंजिंग प्रक्रिया के दौरान प्रेषित सिग्नल और प्राप्त सिग्नल की ऊर्जा अपेक्षाकृत बड़ी होती है। जब दूरी सेंसर दूर होता है, तो इको सिग्नल बाहरी कारकों द्वारा बहुत हस्तक्षेप करता है। इस समय, रेंजिंग सिस्टम के लिए सीधे यह निर्धारित करना मुश्किल है कि ट्रांसड्यूसर का आउटपुट सिग्नल इको है या शोर है। पारंपरिक बंद-मूल्य का पता लगाने की विधि विफल हो जाती है। . सौभाग्य से, प्रतिध्वनि सिग्नल का आवरण मूलतः संचरित सिग्नल के आवरण के समान ही होता है। इसलिए, दोनों के क्रॉस-सहसंबंध फ़ंक्शन की गणना करके और उस क्षण का पता लगाना जिस पर शिखर दिखाई देता है, की सीमा पानी के अंदर गहराई साउंडर सेंसर निर्धारित किया जा सकता है। 

पेश किए गए कई सिग्नल प्रोसेसिंग एल्गोरिदम में से, लिफाफा सहसंबंध फ़ंक्शन विधि कमजोर सिग्नल और कम नमूना दरों के साथ मजबूत एल्गोरिदम दोनों के लिए उपयुक्त है। अल्ट्रासोनिक रेंजिंग एल्गोरिदम की विश्वसनीयता में सुधार करने के लिए, बेसबैंड पल्स सिग्नल को एक उचित रूप से चयनित छद्म-यादृच्छिक बाइनरी अनुक्रम के माध्यम से एक कोडित सिग्नल (छद्म-यादृच्छिक कोड या पीएन कोड के रूप में संदर्भित) के माध्यम से एक अल्ट्रासोनिक आवृत्ति कोडित सिग्नल में संशोधित किया जा सकता है। पानी के भीतर ध्वनिक ट्रांसड्यूसर को अल्ट्रासोनिक कोडित सिग्नल को बाहर भेजने के लिए भेजा जाता है। ज्यादातर मामलों में, बाहरी हस्तक्षेप संकेत प्रेषित कोडित सिग्नल से संबंधित नहीं होता है। इसलिए, एन्कोडेड सिग्नल और इको सिग्नल के लिफाफा सहसंबंध फ़ंक्शन की गणना करके, इको सिग्नल में मिश्रित बाहरी हस्तक्षेप सिग्नल को समाप्त किया जा सकता है या न्यूनतम किया जा सकता है, जिससे नकारात्मक सिग्नल-टू-शोर अनुपात के साथ कमजोर सिग्नल का पता लगाया जा सकता है। जाहिर है, लंबी लंबाई छद्म-यादृच्छिक अनुक्रम है, लिफाफा सहसंबंध फ़ंक्शन का शिखर जितना बड़ा है, और रेंजिंग सिस्टम का उच्च प्रसंस्करण लाभ, सिस्टम से अंधा क्षेत्र भी तदनुसार बढ़ जाएगा। इसलिए, मांग को मापने के लिए वास्तविक पर आधारित होना चाहिए और उचित लंबाई का छद्म-यादृच्छिक अनुक्रम चुनना चाहिए।