Berita

Anda di sini: Rumah / Berita / Informasi Transduser Ultrasonik / Kesalahan dan tindakan pencegahan sensor jarak ultrasonik

Kesalahan dan tindakan pencegahan sensor jarak ultrasonik

Dilihat: 7 Penulis: Editor Situs Waktu Publikasi: 21-09-2018 Asal: Lokasi

Menanyakan

Dalam industri, aplikasi khas transduser jarak ultrasonik adalah pengujian logam non-destruktif dan pengukuran ketebalan ultrasonik. Di masa lalu, banyak teknologi terhambat oleh ketidakmampuan mendeteksi bagian dalam suatu objek, dan munculnya teknologi penginderaan ultrasonik mengubah situasi ini. Tentu saja, lebih banyak sensor ultrasonik yang dipasang secara tetap pada perangkat yang berbeda untuk menangkap sinyal yang dibutuhkan manusia. Dalam penerapannya di masa depan, USG akan dikombinasikan dengan teknologi informasi dan teknologi material baru, dan sensor ultrasonik yang lebih cerdas dan sangat sensitif akan muncul.

Remote control ultrasonik remote control dapat mengontrol peralatan rumah tangga dan penerangan. Sensor ultrasonik kecil (Φ12-Φ16), frekuensi kerja 40KHZ, jarak kendali jarak jauh sekitar 10 meter. Transmisi kendali jarak jauh, ini adalah osilator yang terdiri dari rangkaian basis waktu 555, untuk mengatur potensiometer 10K, membuat frekuensi osilasi sensor 40KHZ dihubungkan ke kaki ke-3, ketika tombol ditekan, gelombang ultrasonik dikirim keluar dan rangkaian diterima. Catu daya diturunkan sebesar 220V, diperbaiki, disaring, dan diatur untuk mendapatkan tegangan operasi 12V. Karena ini adalah catu daya non-isolasi, seluruh rangkaian harus dikemas dalam wadah plastik untuk mencegah sengatan listrik (perhatikan juga saat melakukan debug). Sinyal diterima oleh penerima ultrasonik dan diperkuat oleh Q1 dan Q2 (tangki resonansi L dan C disetel pada 40 kHz). Sinyal yang diperkuat memicu sirkuit bistable yang terdiri dari Q3 dan Q4, dan Q5 dan LED digunakan sebagai isolasi pemicu, dan dapat menyala. Karena keadaan bistable acak pada saat startup, tombol hapus ditambahkan.

Sinyal pemicu keluaran Q5 menyalakan triac dan beban dihidupkan. Untuk memuat sirkuit terbuka, tekan tombol kirim sekali. Indikasi dan pengontrol level cairan. Karena gelombang ultrasonik memiliki redaman tertentu di udara, sinyal transduser sensor jarak ultrasonik dikirim ke permukaan cairan dan dipantulkan kembali dari permukaan cairan terkait dengan level cairan. Semakin tinggi posisi level cairan, semakin besar sinyalnya; semakin rendah level cairan. Sinyalnya kecil. Sinyal yang diterima diperkuat oleh BG1 dan BG2, dan disearahkan menjadi tegangan DC oleh D1 dan D2. Ketika tegangan 4,7KΩyang melebihi tegangan penyalaan BG3, arus mengalir melalui BG3, dan ammeter menunjukkan bahwa arus tersebut berhubungan dengan ketinggian cairan. Ketika level cairan lebih rendah dari nilai yang ditetapkan, output komparator rendah. BG tidak melakukan. Jika level cairan naik ke posisi yang ditentukan, komparator akan membalik dan mengeluarkan level tinggi. BG dihidupkan, J dihisap, dan sakelar infus dapat dimatikan dengan katup solenoid untuk mencapai tujuan kontrol.

Tes level cairan adalah prinsip dasar pengukuran level cairan ultrasonik: sinyal pulsa ultrasonik yang dipancarkan oleh sensor pengukuran jarak ultrasonik merambat dalam gas, yang dipantulkan setelah antarmuka antara udara dan cairan, dan menerima sinyal gema setelah sinyal gema diterima. Waktu, Anda dapat mengubah jarak atau level cairan. Metode pengukuran ultrasonik memiliki banyak keunggulan yang tak tertandingi dengan metode lain: (1) tanpa komponen transmisi mekanis, atau dengan cairan yang akan diuji, ini adalah pengukuran non-kontak, yang tidak takut terhadap interferensi elektromagnetik dan cairan korosif yang kuat seperti asam dan alkali, sehingga kinerjanya stabil, keandalannya tinggi, dan umurnya panjang; (2) Waktu responsnya yang singkat memudahkan pengukuran waktu nyata tanpa histeresis.

Sensor transduser pengukur jarak digunakan dalam pengoperasian sistem pada frekuensi sekitar 40 kHz. Pulsa ultrasonik dipancarkan oleh sensor pemancar, dan permukaan cairan dipantulkan dan dikembalikan ke sensor penerima untuk mengukur waktu transmisi pulsa ultrasonik dari penerima ke penerima. Berdasarkan kecepatan suara dalam medium, dapat diperoleh jarak dari sensor ke permukaan cairan. Untuk menentukan level cairan. Dengan mempertimbangkan pengaruh suhu lingkungan terhadap kecepatan rambat ultrasonik, kecepatan rambat disesuaikan dengan metode kompensasi suhu untuk meningkatkan akurasi pengukuran. Rumus perhitungannya adalah: V=331.5+0.607T. Dimana: V adalah kecepatan rambat gelombang ultrasonik di udara; T adalah suhu sekitar. S=V ×t/2=V×(t1-t0)/2 Dimana: S adalah jarak pengukuran; t adalah perbedaan waktu antara transmisi pulsa ultrasonik dan penerimaan gemanya; t1 adalah waktu penerimaan gema ultrasonik; t0 adalah waktu transmisi pulsa ultrasonik. Menggunakan fungsi penangkapan MCU, akan lebih mudah untuk mengukur waktu t0 dan waktu t1. Berdasarkan rumus di atas, pengukuran jarak S dapat diperoleh dengan pemrograman perangkat lunak. Karena MCU sistem memilih prosesor sinyal campuran dengan karakteristik SOC dan mengintegrasikan sensor suhu di dalamnya, kompensasi suhu sensor dapat dengan mudah direalisasikan dengan menggunakan perangkat lunak.

Tindakan pencegahan:

1: Untuk memastikan keandalan dan masa pakai yang lama, jangan gunakan sensor di luar ruangan atau di atas suhu terukur.
2: Karena sensor ultrasonik menggunakan udara sebagai media transmisi, pantulan dan pembiasan pada batas dapat menyebabkan kegagalan fungsi jika suhu lokal berbeda, dan jarak deteksi juga dapat berubah saat angin bertiup. Oleh karena itu, sensor tidak boleh digunakan di dekat perangkat seperti kipas paksa.
3: Jet yang dikeluarkan dari nozel udara memiliki frekuensi ganda sehingga mempengaruhi sensor dan tidak boleh digunakan di dekat sensor.
4: Tetesan air pada permukaan sensor memperpendek jarak deteksi.
5: Bahan seperti serbuk halus dan benang katun tidak dapat dideteksi saat menyerap suara (sensor reflektif).
6: Sensor tidak dapat digunakan di ruang hampa atau area tahan ledakan.
7: Jangan gunakan sensor di area dengan uap; atmosfer di daerah ini tidak merata sehingga akan menghasilkan gradien suhu yang menyebabkan kesalahan pengukuran。

Masalah eksposur:

Penerapan cara kerja sensor jarak ultrasonik sederhana, nyaman, dan berbiaya rendah. Namun sensor ultrasonik saat ini memiliki beberapa kelemahan seperti masalah refleksi, noise, dan masalah crossover. Masalah pada pemantulan adalah jika objek yang dideteksi selalu berada pada sudut yang tepat maka sensor ultrasonik akan mendapatkan sudut yang tepat. Namun sayangnya, dalam penggunaan sebenarnya, hanya sedikit objek pendeteksi yang dapat dideteksi dengan benar.

Bahan dan Prinsip Kerja Sensor Jarak Ultrasonik

Mungkin ada beberapa kesalahan pada transduser:

1. Kesalahan segitiga
Ketika benda pengukur berada pada sudut terhadap sensor, jarak deteksi dan jarak sebenarnya memiliki kesalahan segitiga.

2. Pemantulan spekuler
Soal ini sama dengan pemantulan cahaya dalam fisika tinggi. Pada sudut tertentu, gelombang suara yang dipancarkan dipantulkan secara spekuler oleh benda halus, sehingga gema tidak dapat dihasilkan dan pembacaan jarak tidak dapat dilakukan. Pada saat ini, sensor ultrasonik akan mengabaikan keberadaan benda tersebut.

3. Refleksi ganda
Fenomena ini biasa terjadi ketika mendeteksi sudut atau objek dengan struktur serupa. Gelombang suara diterima oleh sensor setelah beberapa kali pantulan, sehingga nilai deteksi sebenarnya bukanlah nilai jarak sebenarnya. Permasalahan ini dapat diatasi dengan menggunakan beberapa kumparan ultrasonik yang disusun miring. Dengan mendeteksi nilai kembalian beberapa gelombang ultrasonik, ini digunakan untuk menyaring pembacaan yang benar.

4. Kebisingan
Meskipun sebagian besar transduser ultrasonik pengukur jarak beroperasi pada frekuensi 40-45 Khz, frekuensi tersebut jauh lebih tinggi daripada frekuensi yang dapat didengar manusia. Namun, lingkungan sekitar juga menghasilkan kebisingan dengan frekuensi yang sama. Misalnya motor menghasilkan frekuensi tinggi tertentu selama proses putaran, suara frekuensi tinggi yang dihasilkan oleh gesekan roda pada tanah yang keras, merupakan getaran dari robot itu sendiri, dan bahkan ketika terdapat beberapa robot, gelombang suara tersebut dipancarkan oleh sensor ultrasonik robot lainnya. Ini akan menyebabkan sensor menerima sinyal yang salah. Masalah ini dapat diselesaikan dengan mengkodekan gelombang ultrasonik yang ditransmisikan, seperti mentransmisikan sekumpulan gelombang suara dengan panjang berbeda, dan menghitung jarak hanya ketika probe mendeteksi gabungan gelombang suara yang sama. Hal ini secara efektif dapat menghindari kesalahan pembacaan yang disebabkan oleh kebisingan lingkungan.
5. Masalah silang
Masalah saling silang terjadi ketika sejumlah sensor ultrasonik dipasang pada robot secara miring. Gelombang suara yang dipancarkan ultrasonik X dipantulkan secara spekuler dan diperoleh oleh sensor Z dan Y. Pada saat ini Z dan Y menghitung nilai jarak berdasarkan sinyal tersebut, sehingga tidak dapat diperoleh pengukuran yang benar. Solusinya adalah dengan menyandikan sinyal dari masing-masing sensor. Biarkan setiap sensor ultrasonik hanya mendengarkan suaranya sendiri.