Bagaimana Transduser Kedudukan Ultrasonik Berfungsi

   Penderia kedudukan ultrasonik mengamalkan prinsip pengukuran gema ultrasonik. Ia menggunakan teknologi pengukuran yang berbeza untuk mengesan jarak antara penderia. Sensor ultrasonik dengan sudut kecil dan kawasan buta kecil mempunyai kelebihan pengukuran yang tepat, tiada sentuhan, kalis air, anti-karat dan kos rendah. Terutamanya digunakan dalam tahap cecair, tahap bahan, pengesanan tahap bahan dan sebagainya. Prinsip asas pengesan kedudukan ultrasonik ditunjukkan dalam gambar.

  Prinsip asas sensor kedudukan ultrasonik ialah sistem menghantar nadi ultrasonik tunggal dari sensor pemancar, yang dihantar ke objek pengukur dan kemudian kembali ke sensor penerima selepas refleksi, ia mengukur masa yang diperlukan untuk nadi ultrasonik daripada menghantar kepada menerima, dan kemudian mengikut kelajuan bunyi dalam medium, Mendapatkan sensor jarak dari objek yang diukur untuk menentukan lokasi. Mengambil kira pengaruh suhu ambien pada kelajuan perambatan ultrasonik, kelajuan perambatan
transduser untuk meter alir diperbetulkan dengan kaedah pampasan suhu untuk meningkatkan ketepatan pengukuran. Formulanya ialah:

S= vt
z = v(t1-t0)
z

  Di mana: S ialah jarak yang diukur; 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 t1 dan masa t0. Mengikut formula, jarak yang diukur S boleh diperolehi oleh pengaturcaraan perisian.

   Seperti yang ditunjukkan dalam rajah, ia adalah ultrasonik penderia tangki bahan api menunjukkan litar. Litar ini terdiri daripada litar pemancar ultrasonik dan litar penerima. Litar pemancar ultrasonik terdiri daripada NE555, R1, W1, C1 dan pemancar ultrasonik UCM40T. Transduser litar penerima ultrasonik terdiri daripada kepala penerima UCM40R, penguat lata BG1 dan BG2, dan litar pengesanan yang dipadankan dengan kepala pemancar. Apabila sensor aras cecair menghampiri kepala penerima, sudut pesongan voltmeter meningkat, dan semakin dekat permukaan cecair, semakin besar sudut pesongan yang sepadan. Oleh itu Sensor ultrasonik 2MHz merealisasikan fungsi perubahan bit cecair pengesanan.

  Penderia kedudukan ultrasonik mempunyai banyak kelebihan berbanding penderia lain. Seperti: sensor tahap minyak ultrasonik tanpa sebarang bahagian penghantaran mekanikal, ia tidak menyentuh objek pengukur dan pengukuran bukan sentuhan, ia tidak takut gangguan elektromagnet, transduser flowmeter ultrasonik tidak takut cecair menghakis yang kuat seperti asid dan alkali, jadi prestasinya stabil, boleh dipercayai, sepanjang hayat. Masa tindak balasnya yang singkat memudahkan untuk melaksanakan pengukuran masa nyata tanpa histerisis. Walau bagaimanapun, penderia penghantaran ultrasonik semasa mempunyai beberapa kekurangan, seperti: masalah pantulan, masalah hingar, masalah pemotongan silang dan sebagainya. Masalah ini boleh diselesaikan dengan menggunakan kepelbagaian transduser meter aliran ultrasonik luaran yang disusun pada sudut, pengekodan gelombang ultrasonik yang dihantar, dan pengekodan isyarat ultrasound yang dipancarkan oleh setiap sensor.