Metodo di elaborazione del segnale per sensore di portata a ultrasuoni

Esistono molti metodi per sensori a ultrasuoni per misurare la distanza , e i più utilizzati sono Pellam e Galt nel 1946. Il metodo dell'eco a impulsi proposto nell'anno, il principio di funzionamento della sonda a ultrasuoni è eccitato dall'impulso di frequenza ultrasonica per irradiare l'onda ultrasonica all'esterno, e l'onda ultrasonica riflessa dall'oggetto di misurazione viene ricevuta e l'onda ultrasonica viene trasmessa all'eco ricevente mediante rilevamento o stima. Il periodo di tempo trascorso (denominato tempo di intervallo), quindi la sonda a ultrasuoni e l'oggetto di misura vengono calcolati come segue, e la velocità di propagazione del suono quando cambia la temperatura e del mezzo di propagazione. Anche questo è cambiato. Pertanto, nel telemetro a ultrasuoni è incorporata una sonda di temperatura per rilevare la temperatura del mezzo di propagazione del suono in tempo reale per compensare l'influenza della temperatura ambiente sulla precisione della misurazione.

Al fine di migliorare le prestazioni del sistema di rilevamento ad ultrasuoni , non è sufficiente avviare l'hardware del sistema. È inoltre necessario studiare il metodo di elaborazione delle informazioni di misurazione compatibile con il sistema hardware. a tal fine, studiosi nazionali e stranieri hanno studiato molti metodi speciali di misurazione degli ultrasuoni o algoritmi di stima del ritardo temporale, come la stima dell'ampiezza variabile a valori chiusi, il metodo della funzione di correlazione incrociata, il metodo di analisi della linea spettrale, il metodo di rilevamento di fase e la stima adattiva del ritardo temporale. Nel telemetro a ultrasuoni vero e proprio vengono spesso applicati in combinazione diversi algoritmi di misurazione. Naturalmente questi algoritmi sono strettamente correlati alle caratteristiche acustiche ed elettriche del trasduttore ultrasonico.

Poiché l'ampiezza del segnale eco è inversamente proporzionale alla distanza del bersaglio, maggiore è la distanza tra il bersaglio e il trasduttore, minore è l'uscita del circuito di ricezione a ultrasuoni e maggiore è il tempo di portata corrispondente. Pertanto, nel sistema di rilevamento a ultrasuoni, un circuito ricevente il sensore di distanza del trasduttore ha un valore chiuso fisso o un guadagno che generalmente non viene utilizzato, ma un circuito ricevente ha un valore variabile nel tempo o viene impiegata una variabile di guadagno temporale. Il primo fa diminuire esponenzialmente il valore di chiusura con l'estensione del tempo di portata, il secondo aumenta esponenzialmente il fattore di amplificazione del circuito ricevente con l'estensione del tempo di portata. Finché la costante di tempo della funzione esponenziale è regolata correttamente, si garantisce che la distanza del target venga misurata accuratamente entro l'intervallo specificato.