Błąd i środki ostrożności dotyczące ultradźwiękowego czujnika odległości

W przemyśle typowym zastosowaniem ultradźwiękowych przetworników odległości są badania nieniszczące metali i ultradźwiękowy pomiar grubości. W przeszłości wiele technologii było hamowanych przez niemożność wykrycia wnętrza obiektów, a pojawienie się technologii wykrywania ultradźwiękowego zmieniło tę sytuację. Oczywiście w różnych urządzeniach na stałe zamontowano więcej czujników ultradźwiękowych, aby odbierać sygnały potrzebne ludziom. W przyszłych zastosowaniach ultradźwięki będą łączone z technologią informatyczną i nowymi technologiami materiałowymi, a także pojawią się bardziej inteligentne i bardzo czułe czujniki ultradźwiękowe.

Pilot ultradźwiękowy może sterować urządzeniami gospodarstwa domowego i oświetleniem. Mały czujnik ultradźwiękowy (Φ12-Φ16), częstotliwość robocza wynosi 40 KHZ, odległość zdalnego sterowania wynosi około 10 metrów. Transmisja zdalnego sterowania. Jest to oscylator składający się z obwodu podstawy czasu 555, umożliwiający regulację potencjometru 10 K, dzięki czemu czujnik częstotliwości oscylacji 40 KHZ jest podłączony do trzeciej stopy, po naciśnięciu przycisku wysyłana jest fala ultradźwiękowa i odbierany jest obwód. Napięcie zasilania jest obniżane o 220 V, prostowane, filtrowane i regulowane w celu uzyskania napięcia roboczego 12 V. Ponieważ jest to zasilacz nieizolowany, cały obwód powinien być zapakowany w plastikową obudowę, aby zapobiec porażeniu prądem (zwróć także uwagę podczas debugowania). Sygnał jest odbierany przez odbiornik ultradźwiękowy i wzmacniany przez Q1 i Q2 (zbiorniki rezonansowe L i C są dostrojone do częstotliwości 40 kHz). Wzmocniony sygnał wyzwala obwód bistabilny składający się z Q3 i Q4, a Q5 i dioda LED służą do izolacji wyzwalacza i mogą być podświetlane. Ponieważ stan bistabilny jest losowy przy uruchomieniu, dodano przycisk kasowania. 

Sygnał wyzwalający wyjścia Q5 włącza triak i włącza obciążenie. Aby załadować obwód otwarty, naciśnij raz przycisk wysyłania. Wskaźnik i kontroler poziomu cieczy. Ponieważ fala ultradźwiękowa ma pewne tłumienie w powietrzu, sygnał z przetwornika ultradźwiękowego czujnika odległości wysyłany do powierzchni cieczy i odbijany od powierzchni cieczy jest powiązany z poziomem cieczy. Im wyższy poziom cieczy, tym silniejszy sygnał; im niższy jest poziom cieczy. Sygnał jest mały. Odebrany sygnał jest wzmacniany przez BG1 i BG2 i prostowany na napięcie stałe przez D1 i D2. Gdy napięcie wynosi 4,7 KΩ, co przekracza napięcie włączenia BG3, przez BG3 przepływa prąd, a amperomierz wskazuje, że prąd jest powiązany z poziomem cieczy. Gdy poziom cieczy jest niższy od ustawionej wartości, sygnał wyjściowy komparatora jest niski. BG nie prowadzi. Jeśli poziom cieczy wzrośnie do określonej pozycji, komparator przełączy się i wyświetli wysoki poziom. BG jest włączone, J jest zasysane, a przełącznik infuzji można wyłączyć za pomocą zaworu elektromagnetycznego, aby osiągnąć cel kontroli.

Test poziomu cieczy jest podstawową zasadą ultradźwiękowego pomiaru poziomu cieczy: ultradźwiękowy sygnał impulsowy emitowany przez ultradźwiękowy czujnik pomiaru odległości rozchodzi się w gazie, który odbija się po granicy faz powietrza z cieczą i odbiera sygnał echa po odebraniu sygnału echa. Czas, możesz przeliczyć odległość lub poziom cieczy. Ultradźwiękowe metody pomiaru mają wiele zalet, których nie mają inne metody: (1) nie zawierają żadnych mechanicznych elementów transmisyjnych ani badanej cieczy, jest to pomiar bezdotykowy, który nie boi się zakłóceń elektromagnetycznych i silnych cieczy korozyjnych, takich jak kwasy i zasady, dzięki czemu wydajność jest stabilna, wysoka niezawodność i długa żywotność; (2) Krótki czas reakcji ułatwia realizację pomiarów w czasie rzeczywistym bez histerezy.

Czujnik przetwornikowy pomiaru odległości stosowany jest w systemie pracującym na częstotliwości około 40 kHz. Impuls ultradźwiękowy jest emitowany przez czujnik nadawczy, a powierzchnia cieczy jest odbijana i zwracana do czujnika odbiorczego w celu pomiaru czasu transmisji impulsu ultradźwiękowego z odbiornika do odbiornika. W zależności od prędkości dźwięku w ośrodku można określić odległość czujnika od powierzchni cieczy. Aby określić poziom cieczy. Biorąc pod uwagę wpływ temperatury otoczenia na prędkość propagacji ultradźwięków, prędkość propagacji jest prawidłowa metodą kompensacji temperatury w celu poprawy dokładności pomiaru. Wzór obliczeniowy jest następujący: V=331,5+0,607T. Gdzie: V to prędkość propagacji fali ultradźwiękowej w powietrzu; T to temperatura otoczenia.S=V ×t/2=V×(t1-t0)/2 Gdzie: S to odległość pomiaru; t jest różnicą czasu między przesłaniem impulsu ultradźwiękowego a odebraniem jego echa; t1 to czas odbioru echa ultradźwiękowego; t0 to czas transmisji impulsu ultradźwiękowego. Korzystając z funkcji przechwytywania MCU, wygodnie jest zmierzyć czas t0 i czas t1. Zgodnie z powyższym wzorem odległość pomiarową S można uzyskać poprzez programowanie. Ponieważ MCU systemu wybiera procesor sygnału mieszanego o charakterystyce SOC i integruje w nim czujnik temperatury, kompensację temperatury czujnika można wygodnie zrealizować za pomocą oprogramowania.

Środki ostrożności:

1: Aby zapewnić niezawodność i długą żywotność, nie używaj czujnika na zewnątrz lub w temperaturze powyżej znamionowej.
2: Ponieważ czujnik ultradźwiękowy wykorzystuje powietrze jako medium transmisyjne, odbicia i załamania na granicy mogą powodować nieprawidłowe działanie, gdy lokalna temperatura jest inna, a odległość wykrywania może również ulec zmianie pod wpływem wiatru. Dlatego też czujników nie należy stosować w pobliżu urządzeń takich jak wentylatory wymuszone.
3: Strumienie wyrzucane z dysz powietrznych mają wiele częstotliwości i dlatego wpływają na czujnik i nie należy ich używać w pobliżu czujnika.
4: Krople wody na powierzchni czujnika skracają odległość wykrywania.
5: Materiały takie jak drobny proszek i przędza bawełniana nie mogą zostać wykryte, gdy pochłaniają dźwięk (czujnik odblaskowy).
6: Czujników nie można używać w obszarach próżniowych lub zagrożonych wybuchem.
7: Nie używaj czujnika w obszarach z parą; atmosfera w tym obszarze jest nierówna, co spowoduje gradient temperatury, który spowoduje błędy pomiaru.

Problem z ekspozycją:

Zastosowanie ultradźwiękowego czujnika odległości jest proste, wygodne i tanie. Jednak obecne czujniki ultradźwiękowe mają pewne wady, takie jak problemy z odbiciami, szumy i problemy z krzyżowaniem. Problem z odbiciem polega na tym, że jeśli wykrywany obiekt jest zawsze ustawiony pod odpowiednim kątem, czujnik ultradźwiękowy uzyska właściwy kąt. Niestety, w rzeczywistym użyciu niewiele obiektów wykrywających może zostać poprawnie wykrytych.

W przetworniku może występować kilka błędów: