test wskaźnika wydajności technologii czujników ultradźwiękowych

Technologia wykrywania czujników ultradźwiękowych

The Przetworniki ultradźwiękowe to piezoelektryczne urządzenie ceramiczne, które realizuje dwukierunkową konwersję energii mechanicznej i energii elektrycznej poprzez efekt piezoelektryczny. Jego prędkość propagacji wynosi 344 m/s (25 stopni). Częstotliwość robocza wynosi zazwyczaj od 20 kHz do 200 kHz. Odległość i prędkość względna przeszkód są określane na podstawie odbicia i efektu Dopplera. Odległość wykrywania wynosi zazwyczaj od 1 m do 2 m. Jest szeroko stosowany w systemach produktów, takich jak sonar cofania, alarm antykradzieżowy, przepływomierz, czujnik parkowania i automatyczne drzwi. Szczegółowy przebieg działania systemu czujników ultradźwiękowych wygląda następująco: sterownik napędza czujnik ultradźwiękowy (zintegrowany i zintegrowany transceiver) przez obwód napędowy w celu wygenerowania krótkiego sygnału ultradźwiękowego o stałej częstotliwości poprzez konwersję piezoelektryczną, gdy impuls ultradźwiękowy napotyka przeszkodę. Nastąpi odbicie, czujnik odbiorczy odbierze odbite echo mechaniczne, a następnie poprzez transformację piezoelektryczną, po przetworzeniu sygnału elektrycznego echa poprzez wzmocnienie, filtrowanie, wykrywanie itp., zgodnie z przesłaną falą ultradźwiękową i odebranym echem odbitym. Przedział czasu liczony jest na podstawie odległości czujnika od przeszkody. Oto niektóre z jego głównych parametrów: Charakterystyka ciśnienia akustycznego, ciśnienie akustyczne (SPL) to parametr określający wielkość emisji czujnika. Wyraża się to następującym wzorem: SPL=20logP/Pre(dB) „P” to efektywne ciśnienie akustyczne, „Pre” to referencyjne ciśnienie akustyczne (2×10-4ubar), a ciśnienie akustyczne czujnika ultradźwiękowego wynosi zazwyczaj ≧100dB.

Czułość jest parametrem wskazującym siłę odbioru sygnału przez czujnik. Wyraża się to następującym wzorem: 20 log E/P (dB) „E” to wartość wygenerowanego napięcia (VRMS), a „P” to wejściowe ciśnienie akustyczne (ubar). Wrażliwość ultradźwiękowy czujnik odległości wynosi zwykle -60 dB ~ -85 dB. Wykrywalny obszar czujnika obwiedni detekcyjnej jest nieregularny, zazwyczaj najsilniejszy z tyłu, im większa odległość, tym szybsze tłumienie; odbicie w kierunku ukośnym jest słabe, cały wykrywalny obszar jest wachlowany. Proces kontroli konwencjonalnych czujników ultradźwiękowych jest następujący

1. Ustaw skrzynkę ekranującą, umieść standardowy pręt testowy w najdalszej pozycji odległości wykrywania (1,5 m ~ 2 m) określonej w skrzynce ekranującej, zazwyczaj rura PCV o średnicy ¢75 mm, umieść moduł czujnika, który ma być debugowany, w ramce testowej, która łączy oscyloskop.

2. Włącz system, dostosowując regulowaną w połowie tygodnia płytę czujnika, tak aby równoważna pojemność wewnątrz środka i czujnik wygenerowały rezonans z określoną częstotliwością i osiągnęły optymalny punkt; następnie debuguj czułość echa czujnik przetwornika pomiaru odległości (zwykle przez regulowany rezystor)), obserwuj szerokość echa przeszkody przez oscyloskop do wymaganej wartości.

3. 
    Standardowy pręt testowy jest przesuwany przez silnik w celu przesunięcia efektywnej odległości wykrywania w celu obserwacji zmiany szerokości echa przeszkody. Jednocześnie brzęczyk będzie zgłaszał różne ostrzeżenia dźwiękowe w zależności od różnych odległości. W przypadku tradycyjnego testu czujnika ultradźwiękowego można jedynie rozważyć, czy funkcja pomiaru zakresu czujnika jest oceniana na podstawie zmiany materiału i wykończenia powierzchni rury PVC; oraz w przypadku wskaźnika wydajności czujnika, takiego jak ciśnienie akustyczne, czułość odbioru. Nie ma ilościowego wykrywania i określania zakresu obwiedni wykrywania; a zakresowanie realizowane jest na podstawie odbicia rury PCV, co skutkuje dużym błędem zgodności parametrów produktu. W niniejszym wynalazku zaproponowano następujące metody wykrywania:

   
   1. Po zakończeniu testu działania czujnika, sprawdź ciśnienie akustyczne i zakres obwiedni ultradźwiękowego czujnika pomiaru zakresu. W tym trybie czujnik może w sposób ciągły emitować fale ultradźwiękowe; pięć przestrzennie rozmieszczonych mikrofonów wysokiej częstotliwości jest ustawionych poza określoną odległością poziomą (30–40 cm) od czujnika testowego, a sygnały ultradźwiękowe emitowane przez czujniki są zbierane przez pięć mikrofonów wysokiej częstotliwości w celu oceny i analizy. Poziom ciśnienia akustycznego fali ultradźwiękowej oraz położenie kalibracji mikrofonu decydują o tym, czy kąt wiązki czujnika (zakres obwiedni) spełnia wymagania wskaźnika.

   
   2. Po wykonaniu powyższego testu następuje sprawdzenie wskaźnika czułości odbiorczej czujnika. W tym trybie czujnik przechodzi w stan ciągłego odbioru i ustawia czujnik nadawczy poza określoną odległość poziomą (30 do 40 cm). Czujnik nadawczy emituje sygnał ultradźwiękowy, który kalibruje określony poziom ciśnienia akustycznego (symulując intensywność sygnału echa emitowanego przez przeszkodę), a sygnał ultradźwiękowy emitowany przez czujnik nadawczy jest odbierany przez czujnik odbiorczy przeznaczony do testowania, a w czujniku przeprowadzana jest konwersja piezoelektryczna i wzmocnienie sygnału. Następnie podłącz do karty akwizycji w celu analizy danych, przeanalizuj, czy czujnik może odebrać sygnał echa w warunkach czułości i sprawdź, czy czułość odbioru czujnika spełnia wymagania indeksu testowego.

     
   3. Wyprodukuj skrzynkę ekranującą do testowania działania ultradźwiękowy czujnik odległości
   . Wnętrze pudełka wyścielone jest dźwiękochłonną bawełną, która zapobiega zakłóceniom powodowanym przez inne fale dźwiękowe podczas testów. W skrzynce znajdują się uchwyty do pozycji testowej czujnika. Istnieje 5 mikrofonów wysokiej częstotliwości i jeden na dole pudełka. Informacje o czujniku uruchamiania. Służą do testowania ciśnienia akustycznego, zakresu obwiedni i czułości echa testowanego czujnika ultradźwiękowego.

           
   4. Czujnik musi mieć trzy tryby testowe, które umożliwiają konwersję trybu poprzez komunikację z hostem.  

                   
   5, tryb transmisji ciągłej, w którym czujnik może w sposób ciągły emitować fale ultradźwiękowe w trakcie testu bez odbioru echa; w tym trybie sygnały ultradźwiękowe emitowane przez czujniki są zbierane przez pięć mikrofonów o wysokiej częstotliwości w celu oceny ciśnienia akustycznego fal ultradźwiękowych. Poziom i pozycja kalibracji mikrofonu określa, czy kąt wiązki czujnika spełnia wymagania wskaźnika.