Gemeenschappelijke detectiemethoden en principeanalyse van ultrasone sensoren

In de industrie zijn de typische toepassingen van ultrasoon niet-destructief testen van metalen en ultrasone diktemeting. In het verleden werden veel technologieën gehinderd omdat ze de binnenkant van de weefsels van het object niet konden detecteren. De opkomst van ultrasone detectietechnologie heeft deze situatie veranderd. Natuurlijk zijn er meer ultrasone sensoren vast op verschillende apparaten geïnstalleerd om stilletjes signalen te detecteren die mensen nodig hebben. Bij de toekomstige toepassing van ultrasone sensoren zal echografie worden gecombineerd met informatietechnologie en nieuwe materiaaltechnologie, en zullen er intelligentere en zeer gevoelige ultrasone afstandsmeetsensoren verschijnen.

1. Volgens de kenmerken van het volume en het materiaal van het gedetecteerde object en of het beweegbaar is

De detectiemethoden van ultrasone sensoren zijn verschillend. Er zijn vier algemene detectiemethoden:

1. Doorgaand type: de zender en ontvanger bevinden zich aan beide zijden, wanneer het detecterende object ertussen passeert, wordt de detectie uitgevoerd op basis van de verzwakking (of occlusie) van de ultrasone golf.

2. Type met beperkte afstand: de zender en ontvanger bevinden zich aan dezelfde kant en wanneer het gedetecteerde object binnen de beperkte afstand passeert, wordt de detectie uitgevoerd op basis van de gereflecteerde ultrasone golven.

3. Type met beperkt bereik: de zender en ontvanger van ultrasone afstandssensoren bevinden zich in het midden van het beperkte bereik, de reflector bevindt zich aan de rand van het beperkte bereik en de verzwakkingswaarde van de gereflecteerde golf zonder te worden geblokkeerd door het gedetecteerde object wordt gebruikt als referentiewaarde. Wanneer het gedetecteerde object het beperkte bereik passeert, wordt de detectie uitgevoerd op basis van de verzwakking van de gereflecteerde golf (vergelijk de verzwakkingswaarde met de referentiewaarde).

4. Retroreflecterend type: de zender en ontvanger bevinden zich aan dezelfde kant en het detectieobject (plat object) wordt gebruikt als reflectieoppervlak en de detectie wordt uitgevoerd op basis van de verzwakking van de gereflecteerde golf.

Ten tweede is de test goed of slecht

Er wordt niets gereflecteerd als de ultrasone sensor direct wordt getest met een multimeter. Als je de kwaliteit van de ultrasone sensor wilt testen, kun je een audio-oscillatorcircuit bouwen. Wanneer C1 390OμF is, kan er tussen de pinnen van de omvormer een audiosignaal van ongeveer 1,9 kHz worden gegenereerd. Het aansluiten van de te detecteren ultrasone sensor (zenden en ontvangen) tussen de voet en de voet; als de sensor audiogeluiden kan uitzenden, kan in principe worden vastgesteld dat deze beter is dan de ultrasone sensor.

Opmerking: Wanneer C1=3900μF, is dit ongeveer 1,9 kHz; wanneer C1=0,O1μF, is dit ongeveer 0,76 kHz.

Drie, vloeistofniveautest

Het basisprincipe van ultrasone meting van het vloeistofniveau is dat het ultrasone pulssignaal dat door de ultrasone sonde wordt verzonden, zich voortplant in het gas en wordt gereflecteerd nadat het het grensvlak van lucht en vloeistof heeft bereikt. Na ontvangst van het echosignaal wordt de voortplantingstijd van de ultrasone golf berekend. Converteer de afstand of de hoogte van het vloeistofniveau. De ultrasone meetmethode heeft veel voordelen die andere methoden niet kunnen vergelijken:

(1) Er zijn geen mechanische transmissieonderdelen en er is geen contact met de gemeten vloeistof. Het is een contactloze meting, het is niet bang voor elektromagnetische interferentie en sterk corrosieve vloeistoffen zoals zuur en alkali, dus het heeft stabiele prestaties, hoge betrouwbaarheid en een lange levensduur;

(2) Dankzij de korte responstijd kunnen realtime metingen gemakkelijk en zonder vertraging worden gerealiseerd.

De werkfrequentie van de ultrasone sensor die in het systeem wordt gebruikt, is ongeveer 40 kHz. Ultrasone pulsen worden door de zendersensor uitgezonden, naar het vloeistofoppervlak verzonden en vervolgens teruggestuurd naar de ontvangende sensor. De benodigde tijd voor de ultrasone puls van verzending tot ontvangst wordt gemeten. Afhankelijk van de geluidssnelheid in het medium kan de afstand van de ultrasone sensor tot het vloeistofoppervlak worden verkregen om het vloeistofniveau te bepalen. Rekening houdend met de invloed van de omgevingstemperatuur op de voortplantingssnelheid van ultrasone golven, wordt de voortplantingssnelheid gecorrigeerd door de methode van temperatuurcompensatie om de meetnauwkeurigheid te verbeteren. De berekeningsformule is:

V=331,5+0,607T (1)

Waarbij: V de voortplantingssnelheid is van ultrasone golven in de lucht; T is de omgevingstemperatuur.

S=V ×t/2=V×(t1－t0)/2 (2)

In de formule: S is de meetafstand; t is het tijdsverschil tussen het verzenden van de ultrasone puls en het ontvangen van de echo ervan; t1 is de ontvangsttijd van de ultrasone echo; t0 is het tijdstip waarop de ultrasone puls wordt uitgezonden. De capture-functie van MCU kan eenvoudig t0 en t1 meten. Volgens de bovenstaande formule kan de gemeten afstand S worden verkregen door softwareprogrammering. Omdat de MCU van dit systeem een ​​mixed-signal processor met SOC-karakteristieken selecteert en daarin een temperatuursensor integreert, kan de software worden gebruikt om eenvoudig temperatuurcompensatie voor de ultrasone niveausensor te realiseren.