Berita

Anda di sini: Rumah / Berita / Maklumat Transduser Ultrasonik / Ralat dan langkah berjaga-jaga penderia jarak ultrasonik

Ralat dan langkah berjaga-jaga penderia jarak ultrasonik

Pandangan: 7 Pengarang: Editor Tapak Masa Terbit: 2018-09-21 Asal: tapak

Tanya

Dalam industri, aplikasi tipikal transduser jarak ultrasonik adalah ujian tidak merosakkan logam dan pengukuran ketebalan ultrasonik. Pada masa lalu, banyak teknologi telah dihalang oleh ketidakupayaan mengesan bahagian dalam objek, dan kemunculan teknologi penderiaan ultrasonik mengubah keadaan ini. Sudah tentu, lebih banyak penderia ultrasonik dipasang secara tetap pada peranti yang berbeza untuk menangkap isyarat yang diperlukan oleh orang ramai. Dalam aplikasi masa hadapan, ultrasound akan digabungkan dengan teknologi maklumat dan teknologi bahan baharu, dan penderia ultrasonik yang lebih pintar dan sangat sensitif akan muncul.

Alat kawalan jauh ultrasonik kawalan jauh boleh mengawal perkakas rumah dan pencahayaan. Sensor ultrasonik kecil (Φ12-Φ16), kekerapan kerja ialah 40KHZ, jarak kawalan jauh adalah kira-kira 10 meter. Penghantaran kawalan jauh, ini adalah pengayun yang terdiri daripada litar asas masa 555, untuk melaraskan potensiometer 10K, menjadikan frekuensi ayunan sensor 40KHZ disambungkan ke kaki ke-3, apabila butang ditekan, gelombang ultrasonik dihantar keluar dan litar diterima. Bekalan kuasa dikurangkan sebanyak 220V, diperbetulkan, ditapis dan dikawal untuk mendapatkan voltan operasi 12V. Oleh kerana ia adalah bekalan kuasa yang tidak terpencil, keseluruhan litar harus dibungkus dalam bekas plastik untuk mengelakkan kejutan elektrik (juga memberi perhatian semasa nyahpepijat). Isyarat diterima oleh penerima ultrasonik dan dikuatkan oleh Q1 dan Q2 (tangki resonan L dan C ditala pada 40 kHz). Isyarat yang dikuatkan mencetuskan litar bistable yang terdiri daripada Q3 dan Q4, dan Q5 dan LED digunakan sebagai pengasingan pencetus, dan boleh diterangi. Memandangkan keadaan bistable adalah rawak pada permulaan, butang jelas ditambah.

Isyarat pencetus keluaran Q5 menghidupkan triac dan beban dihidupkan. Untuk memuatkan litar terbuka, tekan butang hantar sekali. Petunjuk aras cecair dan pengawal.Oleh kerana gelombang ultrasonik mempunyai pengecilan tertentu di udara, isyarat transduser sensor jarak ultrasonik dihantar ke permukaan cecair dan dipantulkan kembali dari permukaan cecair adalah berkaitan dengan paras cecair. Semakin tinggi kedudukan paras cecair, semakin besar isyarat; yang lebih rendah ialah paras cecair. Isyaratnya kecil. Isyarat yang diterima dikuatkan oleh BG1 dan BG2, dan diperbetulkan kepada voltan DC oleh D1 dan D2. Apabila voltan ialah 4.7KΩyang melebihi voltan hidupkan BG3, arus mengalir melalui BG3, dan ammeter menunjukkan bahawa arus berkaitan dengan paras cecair. Apabila paras cecair lebih rendah daripada nilai yang ditetapkan, keluaran pembanding adalah rendah. BG tidak menjalankan. Jika paras cecair naik ke kedudukan yang ditentukan, pembanding membalikkan dan mengeluarkan paras yang tinggi. BG dihidupkan, J disedut, dan suis infusi boleh dimatikan oleh injap solenoid untuk mencapai tujuan kawalan .

Ujian tahap cecair adalah prinsip asas pengukuran ultrasonik paras cecair: isyarat nadi ultrasonik yang dipancarkan oleh sensor pengukuran jarak ultrasonik merambat dalam gas, yang dipantulkan selepas antara muka antara udara dan cecair, dan menerima isyarat gema selepas isyarat gema diterima. Masa, anda boleh menukar jarak atau paras cecair. Kaedah pengukuran ultrasonik mempunyai banyak kelebihan yang tidak dapat ditandingi oleh kaedah lain: (1) tanpa sebarang komponen penghantaran mekanikal, mahupun dengan cecair yang akan diuji, ia adalah pengukuran bukan sentuhan, yang tidak takut gangguan elektromagnet dan cecair menghakis yang kuat seperti asid dan alkali, jadi prestasi Stabil, kebolehpercayaan yang tinggi dan jangka hayat; (2) Masa tindak balasnya yang singkat memudahkan untuk merealisasikan pengukuran masa nyata tanpa histerisis.

Sensor transduser pengukur jarak digunakan dalam operasi sistem pada frekuensi kira-kira 40 kHz. Nadi ultrasonik dipancarkan oleh sensor pemancar, dan permukaan cecair dipantulkan dan dikembalikan kepada sensor penerima untuk mengukur masa untuk nadi ultrasonik dihantar dari penerima ke penerima. Mengikut kelajuan bunyi dalam medium, jarak dari sensor ke permukaan cecair boleh diperolehi. Untuk menentukan paras cecair. Dengan mengambil kira pengaruh suhu ambien pada kelajuan perambatan ultrasonik, kelajuan perambatan adalah betul dengan kaedah pampasan suhu untuk meningkatkan ketepatan pengukuran. Formula pengiraan ialah: V=331.5+0.607T .Di mana: V ialah kelajuan perambatan gelombang ultrasonik di udara; T ialah suhu persekitaran.S=V ×t/2=V×(t1-t0)/2 Di mana: S ialah jarak pengukur; t ialah perbezaan masa antara menghantar nadi ultrasonik dan menerima gemanya; t1 ialah masa menerima gema ultrasonik; t0 ialah masa penghantaran nadi ultrasonik. Menggunakan fungsi tangkapan MCU, adalah mudah untuk mengukur masa t0 dan masa t1. Mengikut formula di atas, jarak pengukuran S boleh diperolehi dengan pengaturcaraan perisian. Memandangkan MCU sistem memilih pemproses isyarat bercampur dengan ciri SOC dan menyepadukan penderia suhu di dalamnya, pampasan suhu penderia boleh direalisasikan dengan mudah menggunakan perisian.

Langkah berjaga-berjaga:

1: Untuk memastikan kebolehpercayaan dan hayat perkhidmatan yang panjang, yang tidak menggunakan penderia di luar rumah atau melebihi suhu undian.
2: Oleh kerana penderia ultrasonik menggunakan udara sebagai medium penghantaran, pantulan dan pembiasan pada sempadan boleh menyebabkan kerosakan apabila suhu tempatan berbeza, dan jarak pengesanan juga mungkin berubah apabila angin ditiup. Oleh itu, penderia tidak boleh digunakan di sebelah peranti seperti kipas paksa.
3: Jet yang dikeluarkan daripada muncung udara mempunyai berbilang frekuensi dan oleh itu menjejaskan penderia dan tidak boleh digunakan berhampiran penderia.
4: Titisan air pada permukaan sensor memendekkan jarak pengesanan.
5: Bahan seperti serbuk halus dan benang kapas tidak dapat dikesan apabila menyerap bunyi (sensor reflektif).
6: Penderia tidak boleh digunakan di kawasan vakum atau kalis letupan.
7: Jangan gunakan penderia di kawasan yang mempunyai wap; suasana di kawasan ini tidak sekata.yang akan menghasilkan kecerunan suhu yang akan menyebabkan ralat pengukuran。

Masalah pendedahan:

Aplikasi kerja sensor jarak ultrasonik adalah mudah, mudah, dan kos rendah. Walau bagaimanapun, penderia ultrasonik semasa mempunyai beberapa kelemahan, seperti masalah pantulan, bunyi bising dan masalah silang. Masalah dengan pantulan ialah jika objek yang dikesan sentiasa pada sudut yang betul, sensor ultrasonik akan mendapat sudut yang betul. Tetapi malangnya, dalam penggunaan sebenar, beberapa objek pengesan boleh dikesan dengan betul.

Bahan dan Prinsip Kerja Penderia Jarak Ultrasonik

Mungkin terdapat beberapa ralat dalam transduser:

1.Ralat segi tiga
Apabila objek pengukur berada pada sudut kepada penderia, jarak pengesanan dan jarak sebenar mempunyai ralat segi tiga.

2. Pantulan Spekular
Masalah ini adalah sama seperti pantulan cahaya dalam fizik tinggi. Pada sudut tertentu, gelombang bunyi yang dipancarkan dipantulkan secara spekular oleh objek licin, jadi gema tidak dapat dijana dan bacaan jarak tidak dapat dihasilkan. Pada masa ini, sensor ultrasonik akan mengabaikan kewujudan objek ini.

3. Pantulan berbilang
Fenomena ini biasa berlaku apabila mengesan sudut atau objek dengan struktur yang serupa. Gelombang bunyi diterima oleh sensor selepas berbilang lantunan, jadi nilai pengesanan sebenar bukanlah nilai jarak sebenar. Masalah ini boleh diselesaikan dengan menggunakan gegelung ultrasonik berbilang yang disusun pada satu sudut. Dengan mengesan nilai pulangan berbilang gelombang ultrasonik, ia digunakan untuk menyaring bacaan yang betul.

4. Bunyi
Walaupun kebanyakan transduser ultrasonik pengukur jarak beroperasi pada frekuensi 40-45 Khz, ia jauh lebih tinggi daripada frekuensi yang boleh didengari oleh manusia. Walau bagaimanapun, persekitaran sekitar juga menghasilkan bunyi dengan frekuensi yang sama. Sebagai contoh, motor menjana frekuensi tinggi tertentu semasa proses putaran, bunyi frekuensi tinggi yang dihasilkan oleh geseran roda di atas tanah yang keras, ia adalah getaran robot itu sendiri, dan walaupun terdapat beberapa robot, gelombang bunyi dikeluarkan oleh penderia ultrasonik robot lain. Ini akan menyebabkan sensor menerima isyarat yang salah. Masalah ini boleh diselesaikan dengan mengekodkan gelombang ultrasonik yang dihantar, seperti menghantar satu set gelombang bunyi dengan panjang yang berbeza, dan mengira jarak hanya apabila probe mengesan gelombang bunyi gabungan yang sama. Ini secara berkesan boleh mengelakkan salah baca yang disebabkan oleh bunyi persekitaran.
5. Masalah silang
Masalah silang berpunca apabila kepelbagaian sensor ultrasonik dipasang pada robot pada sudut. Gelombang bunyi yang dipancarkan oleh ultrasonik X dipantulkan secara spekular dan diperolehi oleh penderia Z dan Y. Pada masa ini, Z dan Y mengira nilai jarak berdasarkan isyarat ini, supaya ukuran yang betul tidak dapat diperoleh. Penyelesaiannya adalah untuk mengekod isyarat dari setiap sensor. Biarkan setiap penderia ultrasonik hanya mendengar suaranya sendiri.