Pogreška i mjere opreza ultrazvučnog senzora udaljenosti

U industriji, tipična primjena ultrazvučnih pretvarača udaljenosti je nerazorno ispitivanje metala i ultrazvučno mjerenje debljine. U prošlosti su mnoge tehnologije bile sputane nemogućnošću otkrivanja unutrašnjosti predmeta, a pojava ultrazvučne senzorske tehnologije promijenila je ovu situaciju. Naravno, više ultrazvučnih senzora fiksno je montirano na različite uređaje kako bi uhvatili signale koji su ljudima potrebni. U budućim primjenama ultrazvuk će se kombinirati s informacijskom tehnologijom i tehnologijama novih materijala, a pojavit će se inteligentniji i visokoosjetljivi ultrazvučni senzori.

Ultrazvučni daljinski upravljač na daljinskom upravljaču može upravljati kućanskim aparatima i rasvjetom. Mali ultrazvučni senzor (Φ12-Φ16), radna frekvencija je 40KHZ, udaljenost daljinskog upravljača je oko 10 metara. Prijenos daljinskog upravljača, ovo je oscilator sastavljen od kruga vremenske baze od 555, za podešavanje 10K potenciometra, čineći frekvenciju oscilacije od 40KHZ, senzor je spojen na 3. nogu, kada se pritisne gumb, ultrazvučni val se šalje van i krug se prima. Napajanje se smanjuje za 220 V, ispravlja, filtrira i regulira kako bi se dobio radni napon od 12 V. Budući da se radi o neizoliranom napajanju, cijeli strujni krug treba biti upakiran u plastično kućište kako bi se spriječio strujni udar (također obratite pozornost prilikom uklanjanja pogrešaka). Ultrazvučni prijamnik prima signal i pojačava ga Q1 i Q2 (rezonantni spremnici L i C podešeni su na 40 kHz). Pojačani signal pokreće bistabilni krug sastavljen od Q3 i Q4, a Q5 i LED se koriste kao izolacija okidača i mogu se osvijetliti. Budući da je bistabilno stanje nasumično pri pokretanju, dodan je gumb za brisanje. 

Signal okidača izlaza Q5 uključuje triac i opterećenje se uključuje. Za učitavanje otvorenog strujnog kruga pritisnite jednom tipku za slanje. Indikacija i regulator razine tekućine. Budući da ultrazvučni val ima određeno prigušenje u zraku, signal ultrazvučnog pretvarača senzora udaljenosti koji se šalje na površinu tekućine i odbija natrag od površine tekućine povezan je s razinom tekućine. Što je viši položaj razine tekućine, veći je signal; što je niža razina tekućine. Signal je mali. Primljeni signal pojačavaju BG1 i BG2, a D1 i D2 ispravljaju u istosmjerni napon. Kada je napon 4,7 KΩ, što premašuje napon uključivanja BG3, struja teče kroz BG3, a ampermetar pokazuje da je struja povezana s razinom tekućine. Kada je razina tekućine niža od postavljene vrijednosti, izlaz komparatora je nizak. BG ne provodi. Ako se razina tekućine podigne do navedenog položaja, komparator se okreće i daje visoku razinu. GK je uključen, J je usisan, a prekidač za infuziju može se isključiti elektromagnetskim ventilom kako bi se postigla svrha kontrole.

Ispitivanje razine tekućine osnovno je načelo ultrazvučnog mjerenja razine tekućine: ultrazvučni pulsni signal koji emitira ultrazvučni senzor za mjerenje udaljenosti širi se u plinu, koji se reflektira nakon sučelja između zraka i tekućine, i prima eho signal nakon što je eho signal primljen. Vrijeme, možete pretvoriti udaljenost ili razinu tekućine. Ultrazvučne metode mjerenja imaju mnoge prednosti neusporedive s drugim metodama: (1) bez ikakvih komponenti mehaničkog prijenosa, niti s tekućinom koja se ispituje, to je beskontaktno mjerenje, koje se ne boji elektromagnetskih smetnji i jakih korozivnih tekućina kao što su kiseline i lužine, tako da su performanse stabilne, visoka pouzdanost i dug životni vijek; (2) Njegovo kratko vrijeme odziva olakšava realizaciju mjerenja u stvarnom vremenu bez histereze.

Senzor pretvornika za mjerenje udaljenosti koristi se u radu sustava na frekvenciji od oko 40 kHz. Senzor za odašiljanje emitira ultrazvučni puls, a površina tekućine se reflektira i vraća na senzor za prijem kako bi se izmjerilo vrijeme potrebno za prijenos ultrazvučnog pulsa od prijemnika do prijemnika. Prema brzini zvuka u mediju može se dobiti udaljenost od senzora do površine tekućine. Za određivanje razine tekućine. Uzimajući u obzir utjecaj temperature okoline na brzinu širenja ultrazvuka, brzina širenja je točna metodom temperaturne kompenzacije kako bi se poboljšala točnost mjerenja. Formula za izračun je: V=331,5+0,607T .Gdje je: V brzina širenja ultrazvučnog vala u zraku; T je temperatura okoline. S=V ×t/2=V×(t1-t0)/2 Gdje je: S mjerna udaljenost; t je vremenska razlika između odašiljanja ultrazvučnog impulsa i primanja njegovog odjeka; t1 je vrijeme prijema ultrazvučnog odjeka; t0 je vrijeme prijenosa ultrazvučnog impulsa. Koristeći funkciju snimanja MCU-a, prikladno je izmjeriti vrijeme t0 i vrijeme t1. Prema gornjoj formuli, mjerna udaljenost S može se dobiti softverskim programiranjem. Budući da MCU sustava odabire procesor mješovitih signala sa SOC karakteristikama i u njega integrira temperaturni senzor, temperaturna kompenzacija senzora može se jednostavno realizirati pomoću softvera.

Mjere predostrožnosti:

1: Kako bi se osigurala pouzdanost i dug životni vijek, nemojte koristiti senzor na otvorenom ili iznad nazivne temperature.
2: Budući da ultrazvučni senzor koristi zrak kao prijenosni medij, refleksija i lom na granici mogu uzrokovati kvar kada je lokalna temperatura drugačija, a udaljenost detekcije također se može promijeniti kada puše vjetar. Stoga se senzori ne bi trebali koristiti pored uređaja kao što su prisilni ventilatori.
3: Mlazovi izbačeni iz zračnih mlaznica imaju više frekvencija i stoga utječu na senzor i ne smiju se koristiti u blizini senzora.
4: Kapljice vode na površini senzora skraćuju udaljenost detekcije.
5: Materijali poput finog praha i pamučne pređe ne mogu se otkriti kada apsorbiraju zvuk (reflektirajući senzor).
6: Senzori se ne mogu koristiti u vakuumu ili područjima zaštićenim od eksplozije.
7: Nemojte koristiti senzor u područjima s parom; atmosfera u ovom području je neujednačena. što će proizvesti temperaturni gradijent koji će uzrokovati pogreške u mjerenju。

Problem s ekspozicijom:

Primjena rada ultrazvučnog senzora udaljenosti je jednostavna, praktična i jeftina. Međutim, trenutni ultrazvučni senzori imaju neke nedostatke, kao što su problemi s refleksijom, šum i problemi s križanjem. Problem s refleksijom je u tome što ako je objekt koji se detektira uvijek pod pravim kutom, ultrazvučni senzor će dobiti točan kut. Ali, nažalost, u stvarnoj upotrebi, malo detektirajućih objekata može se ispravno detektirati.

Može postojati nekoliko grešaka u sondi: