sensor ultrasonik digunakan untuk sistem sonar di dalam air

Sensor ultrasonik untuk pencarian jarak adalah dasar dari banyak
aplikasi robotik dan otomatis, seperti sistem penghindaran rintangan dan peringatan tabrakan pada mobil, kendaraan otonom yang dapat dipandu sendiri, robot kerja lapangan, dan sebagainya. Namun, ada batasan tertentu ketika transduser ultrasonik udara digunakan dalam operasi lapangan karena manfaatnya pada gambar Q lebih tinggi (bandwidth frekuensi relatif lebih rendah), dan sulit untuk meningkatkan directivity dan jangkauan penginderaan besar transduser ultrasonik udara. Oleh karena itu, hingga saat ini, masih merupakan salah satu masalah yang menantang di bidang ultrasonik untuk mengembangkan transduser ultrasonik berkinerja tinggi dan sistem pencarian jarak ultrasonik di udara.

Sistem jangkauan-jarak ultrasonik terdiri dari transduser ultrasonik dan elektronik pemancar & penerima serta pemroses sinyal. Keaslian makalah ini adalah untuk memahami dasar-dasar transduser ultrasonik yang mengubah energi listrik menjadi energi mekanik (tekanan bunyi) dan sebaliknya, energi mekanik menjadi energi listrik, aritmatika pendeteksi sinyal gelombang suara lemah, dan prosedur penerapan sistem jangkauan ultrasonik dengan langkah pengukuran besar. Topik utama makalah ini meliputi:

(2) Menurut ciri fisik gelombang ultrasonik dan piezoc

bahan eramic, serta kinerja sensor jarak ultrasonik induktif , mode resonansi dan frekuensi osilator cakram piezoceramic dipilih. Dengan penerapan teknik pencocokan impedansi akustik pada struktur transduser, dan teknik pencocokan optimal impedansi mekanis dan elektrik pada elektronik yang ditransmisikan, kami telah berhasil memperbesar jangkauan penginderaan dan meningkatkan pengarahan penginderaan transduser, yang mampu memeriksa kebisingan mufti-way.

(3) Awalnya diusulkan transduser ultrasonik komposit baru yang dikombinasikan dengan transduser cakram piezo dan penerima tipe simbal untuk mengatasi efek doppler.

(4) Metode desain optimal baru untuk konverter dorong-tarik dan rumus terkait untuk menghitung efisiensi transformasi energi telah diusulkan pada awalnya, dan rangkaian transmisi yang diterapkan dengan metode yang diusulkan memiliki efisiensi konversi energi yang lebih baik. Selanjutnya, elektronik penerima dengan sirkuit kontrol penguatan waktu baru dan rasio signal-to-noise (SNR) yang tinggi dirancang dan diimplementasikan untuk bereksperimen dengan transduser pengukuran jarak ultrasonik .

(5) Dengan memanfaatkan fakta bahwa deteksi korelasi setara dengan deteksi pencocokan, rumus modifikasi yang diperlukan untuk menentukan waktu penerbangan (ToF) ketika menggunakan metode deteksi pencocokan disajikan. Sebuah metode baru dengan ini diusulkan untuk meningkatkan perolehan pemrosesan dan respons real-time dari sistem pencarian jarak, yaitu menggunakan metode deteksi pencocokan berdasarkan sinyal penguncian pergeseran fasa biner (2PSK) sedangkan sinyal yang ditransmisikan ultrasonik adalah dalam bentuk penguncian pergeseran amplitudo biner (2ASK), dan algoritme deteksi pencocokan cepat diimplementasikan dengan menghitung fungsi korelasi silang dengan prosedur dua langkah untuk sistem sensor sounder kedalaman bawah air .

Hasil percobaan menunjukkan bahwa jangkauan penginderaan efektif transduser lebih besar dari 32 meter, dan lebar pancaran kurang dari 士50, yang memiliki kinerja lebih baik dibandingkan produk yang sudah ada, misalnya produk serupa di katalog airducer (AIRMAR Tech. CorpU.SA). Itu sistem transduser akustik bawah air yang dikembangkan dalam makalah ini telah diterapkan pada beberapa proyek lain, misalnya, yang telah memberikan salah satu solusi deteksi objek lapangan untuk proyek utama 'Studi tentang teori dan metode kontrol navigasi untuk robotika bergerak di lingkungan yang tidak diketahui' dan proyek 'Platform Kampanye Tak Berawak' (Proyek Penelitian Lanjutan dari Rencana Lima Tahun 10`' yang didukung oleh Markas Besar Peralatan).

    Tidak ada keraguan bahwa semua teknik yang diadopsi dalam makalah ini dapat langsung diterapkan untuk mengembangkan sistem sonar di dalam air dengan kinerja biaya tinggi.