Kako radi ultrazvučni pretvarač položaja

   Ultrazvučni senzor položaja usvaja princip ultrazvučnog mjerenja odjeka. Koristi različite tehnologije mjerenja za otkrivanje udaljenosti između senzora. Ultrazvučni senzor s malim kutom i malim slijepim područjem ima prednosti preciznog mjerenja, bez kontakta, vodootpornosti, zaštite od korozije i niske cijene. Uglavnom se koristi za otkrivanje razine tekućine, razine materijala, detekcije razine materijala i tako dalje. Osnovni princip rada ultrazvučnog senzora za pozicioniranje prikazan je na slici.

  Osnovno načelo ultrazvučnog senzora položaja je da sustav šalje pojedinačni ultrazvučni impuls iz senzora za odašiljanje, koji prolazi do mjernog objekta i zatim se vraća na senzor za prijem nakon refleksije, mjeri potrebno vrijeme za ultrazvučni puls od odašiljanja do primanja, a zatim prema brzini zvuka u mediju, uzimajući senzor udaljenosti od mjerenog objekta za određivanje lokacije. Uzimajući u obzir utjecaj temperature okoline na brzinu širenja ultrazvuka, brzina širenja
pretvarač za mjerač protoka korigiran je metodom temperaturne kompenzacije kako bi se poboljšala točnost mjerenja. Formula je:

S= vt
z = v(t1-t0)
z

  Gdje je: S izmjerena 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 t1 i vrijeme t0. Prema formuli, izmjerena udaljenost S može se dobiti softverskim programiranjem.

   Kao što je prikazano na slici, to je ultrazvuk senzora spremnika za gorivo . indikacijski krug Krug se sastoji od ultrazvučnog odašiljačkog kruga i prijemnog kruga. Krug ultrazvučnog odašiljača sastoji se od NE555, R1, W1, C1 i ultrazvučnog odašiljača UCM40T. Transduktor ultrazvučnog prijemnog kruga sastoji se od prijemne glave UCM40R, kaskadnog pojačala BG1 i BG2 i detekcijskog kruga koji je usklađen s glavom odašiljača. Kada se senzor razine tekućine približi prijemnoj glavi, kut otklona voltmetra se povećava, a što je bliža površina tekućine, veći je odgovarajući kut otklona. Time Ultrazvučni senzor od 2MHz ostvaruje funkciju promjene bitova tekućine za otkrivanje.

  Ultrazvučni senzori položaja imaju mnoge prednosti u odnosu na druge senzore. kao što su: ultrazvučni senzor razine ulja je bez ikakvih dijelova mehaničkog prijenosa, ne dodiruje mjerni objekt i bezkontaktno mjerenje, ne boji se elektromagnetskih smetnji, ultrazvučni pretvarač protoka ne boji se jakih korozivnih tekućina kao što su kiseline i lužine, tako da je izvedba stabilna, pouzdana, dug život. Njegovo kratko vrijeme odziva olakšava provedbu mjerenja u stvarnom vremenu bez histereze. Međutim, trenutni senzori ultrazvučnog prijenosa imaju neke nedostatke, kao što su: problemi s refleksijom, problemi s bukom, problemi s križanjem i tako dalje. Ovi se problemi mogu riješiti upotrebom većeg broja vanjskih ultrazvučnih pretvarača protoka koji su postavljeni pod kutom, kodirajući odaslane ultrazvučne valove i kodirajući ultrazvučne signale koje emitira svaki senzor.