Sistem de traductor cu ultrasunete cu rază lungă de acțiune

Analiza algoritmului cu ultrasunete

     Procesul de măsurare care utilizează metoda ecoului puls ultrasonic este de a excita traductorul cu un semnal de impuls electric de înaltă frecvență pentru a transmite o serie de traductor cu senzor de adâncime cu ultrasunete , când unda ultrasonică se întâlnește pe axa acustică a traductorului, una sau mai multe ținte sunt atinse, o parte din energia sonoră va fi reflectată înapoi și va acționa asupra traductorului, ceea ce determină traductorul la un semnal electric slab. După ce semnalul este amplificat și filtrat, acesta este trimis către sistemul de microprocesor pentru procesarea informațiilor pentru a determina ora la care apare semnalul de eco, iar intervalul de timp al undei ultrasonice și distanța țintă corespunzătoare sunt calculate, completând astfel o perioadă de interval. Modul de îmbunătățire a performanței anti-interferențe și a performanței în timp real a sistemului de măsurare cu ultrasunete este o problemă tehnică cheie care trebuie luată în considerare atunci când se studiază algoritmii de procesare a semnalului ultrasonic.

Traductorul acustic al senzorului de adâncime cu ultrasunete nu este afectat doar de mediul de propagare în timpul procesului de propagare, dar și raportul semnal-zgomot va fi afectat de factori externi, cum ar fi vibrațiile, turbulența aerului și absorbția și atenuarea energiei sonore. Experimentele arată că metoda tradițională de detectare a entalpiei este eficientă atunci când energia semnalului transmis și a semnalului recepționat sunt relativ mari în timpul procesului de măsurare ultrasonică. Când senzorul de distanță este departe, semnalul de ecou este foarte interferat de factori externi. În acest moment, este dificil pentru sistemul de măsurare să determine direct dacă semnalul de ieșire al traductorului este ecou sau zgomot. Metoda tradițională de detectare a valorii închise eșuează. . Din fericire, anvelopa semnalului de ecou este practic aceeași cu anvelopa semnalului transmis. Prin urmare, calculând funcția de corelație încrucișată a celor două și găsind momentul în care apare vârful, intervalul de senzorul sondei subacvatice poate fi determinat. 

Printre numeroșii algoritmi de procesare a semnalului introduși, metoda funcției de corelare a anvelopei este potrivită atât pentru semnale slabe, cât și pentru algoritmi robusti cu rate de eșantionare scăzute. Pentru a îmbunătăți fiabilitatea algoritmului de măsurare ultrasonică, semnalul pulsului în bandă de bază poate fi modulat într-un semnal codificat cu frecvență ultrasonică prin intermediul unui semnal binar pseudoaleator sau cod random selectat corespunzător (sub formă de secvență binar pseudoaleatoriu sau cod randomizat). cod PN). The traductorul acustic subacvatic este trimis pentru a transmite un semnal codat cu ultrasunete în exterior. În cele mai multe cazuri, semnalul de interferență extern nu este legat de semnalul codificat transmis. Prin urmare, prin calcularea funcției de corelare a anvelopei semnalului codificat și a semnalului de ecou, semnalul de interferență extern amestecat în semnalul de ecou poate fi eliminat sau redus la minimum, obținând astfel detectarea semnalului slab cu un raport semnal-zgomot negativ. zona oarbă din sistem va crește, de asemenea, în consecință. Prin urmare, ar trebui să se bazeze pe valoarea reală pentru a măsura cererea și pentru a alege o secvență pseudo-aleatorie de lungimea adecvată.