Kaedah pengesanan biasa dan analisis prinsip penderia ultrasonik

Dalam industri, aplikasi biasa ultrasonik adalah ujian tidak merosakkan logam dan pengukuran ketebalan ultrasonik. Pada masa lalu, banyak teknologi terhalang kerana tidak dapat mengesan bahagian dalam tisu objek. Kemunculan teknologi penderiaan ultrasonik telah mengubah keadaan ini. Sudah tentu, lebih banyak penderia ultrasonik dipasang pada peranti yang berbeza untuk mengesan isyarat yang diperlukan oleh orang ramai secara senyap. Dalam aplikasi penderia ultrasonik pada masa hadapan, ultrasound akan digabungkan dengan teknologi maklumat dan teknologi bahan baharu, dan penderia pengukur jarak ultrasonik yang lebih pintar dan sensitif akan muncul.

1. Mengikut ciri isipadu objek yang dikesan, bahan, dan sama ada ia boleh alih

Kaedah pengesanan yang digunakan oleh sensor ultrasonik adalah berbeza. Terdapat empat kaedah pengesanan biasa seperti berikut:

1. Melalui jenis: pemancar dan penerima terletak pada kedua-dua belah pihak, apabila objek pengesan melepasi antara mereka, pengesanan dilakukan mengikut pengecilan (atau oklusi) gelombang ultrasonik.

2. Jenis jarak terhad: Pemancar dan penerima terletak pada sisi yang sama, dan apabila objek yang dikesan melepasi dalam jarak terhad, pengesanan dilakukan berdasarkan gelombang ultrasonik yang dipantulkan.

3. Jenis julat terhad: pemancar dan penerima penderia jarak ultrasonik terletak di tengah-tengah julat terhad, reflektor terletak di pinggir julat terhad, dan nilai pengecilan gelombang yang dipantulkan tanpa disekat oleh objek yang dikesan digunakan sebagai nilai rujukan. Apabila objek yang dikesan melalui julat terhad, pengesanan dilakukan mengikut pengecilan gelombang yang dipantulkan (bandingkan nilai pengecilan dengan nilai rujukan).

4. Jenis retro-reflektif: pemancar dan penerima terletak pada sisi yang sama, dan objek pengesanan (objek rata) digunakan sebagai permukaan pantulan, dan pengesanan dilakukan mengikut pengecilan gelombang pantulan.

Kedua, ujian itu baik atau buruk

Tiada apa-apa yang dicerminkan apabila sensor ultrasonik diuji secara langsung dengan multimeter. Jika anda ingin menguji kualiti sensor ultrasonik, anda boleh membina litar pengayun audio. Apabila C1 ialah 390OμF, isyarat audio kira-kira 1.9kHz boleh dijana antara pin penyongsang. Menyambungkan sensor ultrasonik untuk dikesan (mengirim dan menerima) antara kaki dan kaki; jika sensor boleh mengeluarkan bunyi audio, ia pada asasnya boleh ditentukan bahawa ia lebih baik daripada sensor ultrasonik.

Nota: Apabila C1=3900μF, ia adalah kira-kira 1.9kHZ; apabila C1=0.O1μF, ia adalah kira-kira 0.76kHZ.

Tiga, ujian tahap cecair

Prinsip asas pengukuran ultrasonik paras cecair ialah isyarat nadi ultrasonik yang dihantar oleh probe ultrasonik merambat dalam gas, dan dipantulkan selepas menghadapi antara muka udara dan cecair. Selepas menerima isyarat gema, mengira masa perambatan gelombang ultrasonik. Tukar jarak atau ketinggian paras cecair. Kaedah pengukuran ultrasonik mempunyai banyak kelebihan yang tidak dapat dibandingkan dengan kaedah lain:

(1) Tiada bahagian penghantaran mekanikal, dan tiada sentuhan dengan cecair yang diukur. Ia adalah ukuran bukan sentuhan, ia tidak takut gangguan elektromagnet dan cecair menghakis yang kuat seperti asid dan alkali, jadi ia mempunyai prestasi yang stabil, kebolehpercayaan yang tinggi dan jangka hayat;

(2) Masa tindak balasnya yang singkat boleh dengan mudah merealisasikan pengukuran masa nyata tanpa berlengah-lengah.

Kekerapan kerja sensor ultrasonik yang digunakan dalam sistem adalah kira-kira 40kHz. Denyutan ultrasonik dihantar oleh penderia pemancar, dihantar ke permukaan cecair dan kemudian dikembalikan ke penderia penerima. Masa yang diperlukan untuk nadi ultrasonik dari penghantaran ke penerimaan diukur. Mengikut kelajuan bunyi dalam medium, jarak dari sensor ultrasonik ke permukaan cecair boleh diperolehi Untuk menentukan tahap cecair. Dengan mengambil kira pengaruh suhu ambien pada halaju perambatan gelombang ultrasonik, halaju perambatan diperbetulkan dengan kaedah pampasan suhu untuk meningkatkan ketepatan pengukuran. Formula pengiraannya ialah:

V=331.5+0.607T (1)

Di mana: V ialah kelajuan perambatan gelombang ultrasonik di udara; T ialah suhu persekitaran.

S=V ×t/2=V×(t1－t0)/2 (2)

Dalam formula: S ialah jarak pengukur; t ialah perbezaan masa antara menghantar nadi ultrasonik dan menerima gemanya; t1 ialah masa penerimaan gema ultrasonik; t0 ialah masa penghantaran nadi ultrasonik. Fungsi tangkapan MCU boleh mengukur t0 dan t1 dengan mudah. Mengikut formula di atas, jarak yang diukur S boleh diperolehi dengan pengaturcaraan perisian. Oleh kerana MCU sistem ini memilih pemproses isyarat campuran dengan ciri SOC dan menyepadukan penderia suhu di dalamnya, perisian ini boleh digunakan untuk merealisasikan pampasan suhu dengan mudah untuk penderia tahap ultrasonik.