Spiegazione dettagliata del metodo del trasduttore a ultrasuoni

Nella produzione e nella vita quotidiana, i trasduttori di misurazione della distanza a ultrasuoni vengono utilizzati principalmente nei radar di retromarcia delle automobili, nei robot per evitare automaticamente gli ostacoli, nei cantieri edili e in alcuni siti industriali come il livello dei liquidi, la misurazione della profondità, la lunghezza delle tubazioni, ecc. Attualmente esistono due soluzioni di rilevamento a ultrasuoni comunemente utilizzate. Uno è un trasduttore di portata a ultrasuoni basato su un microcomputer a chip singolo o un dispositivo incorporato, mentre l'altro è un trasduttore di portata a ultrasuoni basato su CPLD (Complex Programmable Logic Device). Per comprendere la progettazione dell'applicazione correlata dei sensori di portata a ultrasuoni, dobbiamo prima comprendere il principio di funzionamento del trasduttore di portata del sensore a ultrasuoni.

Principio di funzionamento del sensore di portata a ultrasuoni

I sensori a ultrasuoni sono sensori che convertono i segnali ultrasonici in altri segnali energetici (solitamente segnali elettrici). Gli ultrasuoni si riferiscono alle onde d'urto meccaniche generate in mezzi elastici con frequenza superiore a 20 kHz. Ha le caratteristiche di forte direttività, consumo energetico lento e distanza di propagazione relativamente lunga. Pertanto, viene spesso utilizzato per la misurazione della distanza senza contatto. A causa della grande penetrazione delle onde ultrasoniche su liquidi e solidi, soprattutto nei solidi opachi alla luce solare. Le onde ultrasoniche incontrano impurità o interfacce producono riflessioni significative e formano riflessioni in echi, mentre toccare oggetti in movimento può produrre l'effetto doppler. Pertanto, la gamma ultrasonica ha una migliore adattabilità all'ambiente. Inoltre, la misurazione a ultrasuoni può anche raggiungere un buon compromesso in tempo reale, precisione e prezzo.

Allo stato attuale, esistono molti metodi di circuito del trasduttore a ultrasuoni: come il metodo di rilevamento del tempo di andata e ritorno, il metodo di rilevamento di fase, il metodo di rilevamento dell'ampiezza dell'onda acustica. Il principio è che il sensore a ultrasuoni emette onde ultrasoniche di una certa frequenza, si propaga attraverso l'aria e quindi riflette indietro dopo aver raggiunto l'obiettivo di misurazione o l'ostacolo. Dopo la riflessione, il ricevitore a ultrasuoni riceve l'impulso. Il tempo che passa è il tempo di andata e ritorno. La distanza è correlata. Testare il tempo di trasmissione per trovare la distanza.

Supponendo che s sia la distanza tra l'oggetto da misurare e il telemetro, il tempo di misurazione è t/s e la velocità di propagazione degli ultrasuoni è v/m·s-1. Nel caso di requisiti di elevata precisione, l'influenza della velocità di propagazione degli ultrasuoni viene corretta secondo la formula (2) per ridurre l'errore. T è l'unità di temperatura effettiva è ℃, v è l'unità di velocità di propagazione dell'onda ultrasonica nel mezzo è m/s.

Principio di funzionamento del sensore di portata a ultrasuoni