Metodi di rilevamento comuni e analisi dei principi dei sensori a ultrasuoni

Nell'industria, le applicazioni tipiche degli ultrasuoni sono i controlli non distruttivi sui metalli e la misurazione dello spessore ad ultrasuoni. In passato molte tecnologie erano ostacolate perché non erano in grado di rilevare l'interno dei tessuti dell'oggetto. L’emergere della tecnologia di rilevamento a ultrasuoni ha cambiato questa situazione. Naturalmente, più sensori a ultrasuoni vengono installati in modo fisso su diversi dispositivi per rilevare silenziosamente i segnali di cui le persone hanno bisogno. Nella futura applicazione dei sensori a ultrasuoni, gli ultrasuoni saranno combinati con la tecnologia dell'informazione e con la nuova tecnologia dei materiali e appariranno sensori di misurazione della distanza a ultrasuoni più intelligenti e altamente sensibili.

1. In base alle caratteristiche del volume, del materiale e della mobilità dell'oggetto rilevato

I metodi di rilevamento adottati dai sensori a ultrasuoni sono diversi. Esistono quattro metodi di rilevamento comuni come segue:

1. Tipo passante: il trasmettitore e il ricevitore si trovano su entrambi i lati, quando l'oggetto da rilevare passa tra di loro, il rilevamento viene eseguito in base all'attenuazione (o occlusione) dell'onda ultrasonica.

2. Tipo a distanza limitata: il trasmettitore e il ricevitore si trovano sullo stesso lato e quando l'oggetto rilevato passa entro la distanza limitata, il rilevamento viene eseguito in base alle onde ultrasoniche riflesse.

3. Tipo a portata limitata: il trasmettitore e il ricevitore dei sensori di distanza a ultrasuoni si trovano al centro della portata limitata, il riflettore si trova al limite della portata limitata e il valore di attenuazione dell'onda riflessa senza essere bloccata dall'oggetto rilevato viene utilizzato come valore di riferimento. Quando l'oggetto rilevato attraversa il campo limitato, il rilevamento viene eseguito in base all'attenuazione dell'onda riflessa (confrontare il valore di attenuazione con il valore di riferimento).

4. Tipo retroriflettente: il trasmettitore e il ricevitore si trovano sullo stesso lato e l'oggetto rilevato (oggetto piatto) viene utilizzato come superficie riflettente e il rilevamento viene eseguito in base all'attenuazione dell'onda riflessa.

In secondo luogo, il test è buono o cattivo

Non si riflette nulla quando il sensore a ultrasuoni viene testato direttamente con un multimetro. Se vuoi testare la qualità del sensore a ultrasuoni, puoi costruire un circuito oscillatore audio. Quando C1 è 390OμF, è possibile generare un segnale audio di circa 1,9kHz tra i pin dell'inverter. Collegamento del sensore ad ultrasuoni da rilevare (trasmittente e ricevente) tra piede e piede; se il sensore può emettere suoni audio, si può sostanzialmente stabilire che è migliore del sensore a ultrasuoni.

Nota: quando C1=3900μF, è circa 1,9kHZ; quando C1=0.O1μF, è circa 0,76kHZ.

Tre, test del livello del liquido

Il principio di base della misurazione a ultrasuoni del livello del liquido è che il segnale dell'impulso ultrasonico inviato dalla sonda a ultrasuoni si propaga nel gas e si riflette dopo aver incontrato l'interfaccia tra aria e liquido. Dopo aver ricevuto il segnale dell'eco, calcolare il tempo di propagazione dell'onda ultrasonica. Convertire la distanza o l'altezza del livello del liquido. Il metodo di misurazione a ultrasuoni presenta molti vantaggi che altri metodi non possono confrontare:

(1) Non sono presenti parti di trasmissione meccanica e non c'è contatto con il liquido misurato. È una misurazione senza contatto, non teme le interferenze elettromagnetiche e i liquidi fortemente corrosivi come acidi e alcali, quindi ha prestazioni stabili, alta affidabilità e lunga durata;

(2) Il suo breve tempo di risposta può facilmente realizzare misurazioni in tempo reale senza ritardi.

La frequenza di lavoro del sensore a ultrasuoni utilizzato nel sistema è di circa 40kHz. Gli impulsi ultrasonici vengono emessi dal sensore trasmettitore, trasmessi alla superficie del liquido e quindi restituiti al sensore ricevente. Viene misurato il tempo necessario affinché l'impulso ultrasonico passi dalla trasmissione alla ricezione. In base alla velocità del suono nel mezzo, è possibile ottenere la distanza dal sensore a ultrasuoni alla superficie del liquido. Per determinare il livello del liquido. Tenendo conto dell'influenza della temperatura ambiente sulla velocità di propagazione delle onde ultrasoniche, la velocità di propagazione viene corretta mediante il metodo della compensazione della temperatura per migliorare la precisione della misurazione. La formula di calcolo è:

V=331,5+0,607T (1)

Dove: V è la velocità di propagazione delle onde ultrasoniche nell'aria; T è la temperatura ambiente.

S=V×t/2=V×(t1－t0)/2 (2)

Nella formula: S è la distanza di misurazione; t è la differenza di tempo tra la trasmissione dell'impulso ultrasonico e la ricezione del suo eco; t1 è il tempo di ricezione dell'eco ultrasonico; t0 è il tempo di trasmissione dell'impulso ultrasonico. La funzione di cattura dell'MCU può facilmente misurare t0 e t1. Secondo la formula sopra, la distanza misurata S può essere ottenuta mediante programmazione software. Poiché l'MCU di questo sistema seleziona un processore a segnale misto con caratteristiche SOC e integra un sensore di temperatura al suo interno, il software può essere utilizzato per realizzare facilmente la compensazione della temperatura per il sensore di livello a ultrasuoni.