ultralydsensorer som brukes til ekkoloddsystemer i vannet

Ultralydsensorer for avstandsmåling er grunnlaget for mange robot- og automatiske
applikasjoner, som for eksempel hindringer og kollisjonsvarslingssystemer for biler, selvstyrte autonome kjøretøy, feltarbeidsroboter og så videre. Det er imidlertid spesifiserte begrensninger når en luftbåren ultralydsvinger brukes i feltdrift siden verdien av figur Q er høyere (frekvensbåndbredden er relativt lavere), og det er vanskelig å forbedre både retningsevnen og det store sanseområdet til den luftbårne ultralydsvingeren. Følgelig er det fortsatt, selv nå, et av de utfordrende problemene innen ultralydfeltet å utvikle den høyytelses ultralydtransduseren og ultralyd avstandssøkingssystem i luft.

Et ultrasonisk rekkevidde-avstandssystem består av en ultralydsvinger og en sender- og mottakerelektronikk og en signalprosessor. Originaliteten til denne artikkelen er å smøre det grunnleggende til ultralydtransduseren som konverterer elektrisk energi til mekanisk energi (lydtrykk) og gjensidig, mekanisk energi til elektrisk energi, deteksjonsregningen for det svake lydbølgesignalet og implementeringsprosedyren for ultralydavstandssystemet med stort måleslag. Hovedemnene i denne artikkelen inkluderer:

(2) I henhold til de fysiske egenskapene til ultralydbølgen og piezoc

eramisk materiale, samt ytelsen til induktive ultrasoniske nærhetssensorer , resonansmodus og frekvens til en piezokeramisk plateoscillator ble valgt. Ved å bruke den akustiske impedanstilpasningsteknikken til strukturen til transduseren, og den optimale tilpasningsteknikken for både mekaniske og elektriske impedanser har den overførte elektronikken, hadde vi med suksess utvidet sanserekkevidden og forbedret sansedirektiviteten til transduseren, som er i stand til å sjekke mufti-veistøy.

(3) Det ble opprinnelig foreslått en ny sammensatt ultralydsvinger kombinert med piezoplatetransduseren og mottakeren av cymbaltypen for å takle dopplereffekten.

(4) En ny metode for optimal design for push-pull-omformeren og dens relaterte formel for å beregne effektiviteten til energitransformering ble opprinnelig foreslått, og sendekretsen implementert ved den foreslåtte metoden har bedre effektivitet for energikonvertering. Videre ble mottakselektronikken med en ny tidsforsterkningskontrollkrets og høyt signal-til-støy-forhold (SNR) designet og forsøkt implementert. for ultralyd avstandsmåling . transduser

(5) Ved å utnytte det faktum at korrelasjonsdeteksjonen er ekvivalent med samsvarsdeteksjonen ble det presentert en nødvendig modifikasjonsformel for å bestemme flytiden (ToF) ved bruk av matchende deteksjonsmetode. En ny metode ble herved foreslått for å forbedre prosesseringsforsterkningen og sanntidsresponsen til avstandssøkingssystemet, det vil si å bruke matchende deteksjonsmetode basert på binær faseforskyvningsnøkkel (2PSK) signal mens det ultralydoverførte signalet er i form av binær amplitudeforskyvningsnøkling (2ASK), og en rask matchende deteksjonsalgoritme ble implementert for to-funksjons-beregning av to-funksjons-prosedyre. undervanns ekkoloddsensorsystem .

Eksperimentelle resultater viser at det effektive sensorområdet til svingeren er større enn 32 meter, og bredden på strålen er mindre enn 50, som har bedre ytelse enn de eksisterende, for eksempel de lignende produktene i luftreduserkatalogen (AIRMAR Tech. CorpU.SA). De undervanns akustisk transdusersystem utviklet i denne artikkelen har blitt brukt på noen andre prosjekter, for eksempel, som har gitt en av løsningene for felt-objektdeteksjon for nøkkelprosjektet «Study on the navigational control theory and methods for mobile robotics in unknown environment» og prosjektet til 'Unmanned Campaign Platform'(An Advanced Plan's Project, Support of the 10-year Equipment).

    Det er ingen tvil om at alle teknikkene som er tatt i bruk i denne artikkelen kan brukes direkte for å utvikle ekkoloddsystemer i vannet med høy kostnadsytelse.