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超音波センサー検知技術
の 超音波トランスデューサ は、圧電効果により機械エネルギーと電気エネルギーの双方向変換を実現する圧電セラミックデバイスです。その伝播速度は344m/s（25度）です。動作周波数は通常 20kHz ～ 200kHz です。障害物の距離と相対速度は、反射とドップラー効果によって決まります。検知距離は通常1m～2mです。バックソナー、盗難防止警報器、流量計、パーキングタイミング、自動ドアなどの製品システムに幅広く使用されています。超音波センサーシステムの詳細なワークフローは次のとおりです。超音波パルスが障害物に遭遇すると、コントローラーは駆動回路を通じて超音波センサー（トランシーバーが統合され統合されています）を駆動し、圧電変換を通じて短い固定周波数の超音波信号を生成します。反射が発生し、受信センサーは反射された機械的エコーを受信し、送信された超音波と受信された反射エコーに応じて、エコー電気信号が増幅、フィルタリング、検出などによって処理された後、圧電変換を介して受信されます。時間間隔はセンサーと障害物との距離から計算されます。以下はその主なパラメータの一部です: 音圧特性、音圧 (SPL) はセンサーの放射量を示すパラメータです。 SPL=20logP/Pre(dB) Pは実効音圧、Preは基準音圧(2×10-4ubar)で、超音波センサーの音圧は一般的に≧100dBです。
感度はセンサーの受信能力の強さを示すパラメータです。式で表されます。 20 log E/P (dB) 「E」は発生電圧値（VRMS）、「P」は入力音圧（ubar）です。の感度 超音波距離センサー は一般的に-60dB〜-85dBです。検出包絡線センサーの検出可能領域は不規則で、一般に背面が最も強く、距離が離れるほど減衰が速くなります。斜め方向の反射が弱く、検出範囲全体が扇形になります。従来の超音波センサーの検査プロセスは次のとおりです。
シールドボックスを設置し、シールドボックス内で指定された最も遠い検出距離位置（1.5m～2m）に標準テストロッドを置き、通常は¢75mm塩ビパイプを置き、デバッグするセンサーモジュールをテストフレームに置き、オシロスコープを接続します。
システムの電源を入れ、センサーボードの調整可能なミッドウィークを調整して、中央とセンサー内の等価静電容量が特定の周波数で共振を生成し、最適点に達するようにします。次に、エコー感度をデバッグします。 距離測定トランスデューサセンサー （通常は調整可能な抵抗器を介して））、オシロスコープで障害物のエコー幅を観察し、必要な値まで測定します。
標準テストロッドをモーターで移動させて有効検出距離を移動させ、障害物のエコー幅の変化を観察します。同時に、ブザーは距離に応じて異なる警告音を鳴らします。従来の超音波センサーテストではセンサーの測距機能のみを考慮することができましたが、この測定モードはPVCパイプの材質と表面仕上げの変化によって判断されます。音圧や受信感度などのセンサーの性能指標については、定量的な検出や検出包絡範囲の決定はありません。また、測距は PVC パイプの反射に基づいて実現されるため、製品のパラメータの一貫性に大きな誤差が生じます。本発明は、以下の検出方法を提案する。
1. センサー測距機能テストが完了したら、超音波測距センサーの音圧と包絡線範囲を確認します。このモードでは、センサーは超音波を継続的に放射できます。空間的に分散された5つの高周波マイクを試験センサーから一定の水平距離（30～40cm）の外側に設置し、センサーから発せられる超音波信号を5つの高周波マイクで収集して判定・分析します。超音波の音圧レベルとマイク校正の位置によって、センサーのビーム角度 (エンベロープ範囲) がインデックス要件を満たすかどうかが決まります。
2. 上記テスト完了後、センサーの受信感度指数テストを実施します。このモードではセンサーは連続受信状態となり、水平一定距離（30～40cm）の外側に送信センサーを設置します。送信センサーは一定の音圧レベルを校正する（障害物が発するエコー信号強度を模擬した）超音波信号を発信し、送信センサーが発信した超音波信号は検査対象の受信センサーで受信され、センサー内で圧電変換と信号増幅が行われます。次に、データ分析のために取得カードに接続し、センサーが感度条件下でエコー信号を受信できるかどうかを分析し、センサーの受信感度がテストインデックスの要件を満たしているかどうかをテストします。
3. 動作テスト用のシールドボックスを製作します。 超音波距離センサー
。テスト中に他の音波の干渉を防ぐために、ボックスの内側は吸音綿で覆われています。ボックス内にはセンサーテスト位置用の治具が入っています。高周波マイクは 5 つあり、ボックスの底に 1 つあります。発射センサーについて。これらは、テスト対象の超音波センサーの音圧、エンベロープ範囲、エコー感度をテストするために使用されます。
4. センサーには 3 つのテスト モードが必要で、ホストと通信することでモード変換を実現できます。
5、連続送信モード。センサーはエコー受信なしでテスト中に超音波を連続的に発信できます。このモードでは、センサーから発せられる超音波信号を5つの高周波マイクで収集し、超音波の音圧を判定します。マイクのキャリブレーションのレベルと位置によって、センサーのビーム角度がインデックスの要件を満たすかどうかが決まります。
