Gama de sisteme de măsurare cu ultrasunete

Sistemul de măsurare cu ultrasunete dezvoltat are o rază de acțiune de peste 32 de metri, o lățime a fasciculului mai mică de 100 și o lățime de bandă de aproximativ 4 kHz (22-25, 5 kHz). Dacă se utilizează o structură de traductor ultrasonic combinat, lățimea de bandă poate fi extinsă la 8 kHz. Un sistem de măsurare cu ultrasunete cu rază mare de acțiune compus dintr-un astfel de traductor poate îndeplini cerințele de aplicare ale unui sistem de asistență la conducere în siguranță a vehiculului sau ale unei platforme de luptă fără pilot. Principalele lucrări și concluziile sunt următoarele:

Expresiile matematice ale vibrației radiale și ale modului de vibrație axială ale sunt stabilite traductoare cu ultrasunete , care oferă o bază teoretică pentru proiectarea și fabricarea unor micro-receptoare mici. Se propune schema combinată a structurii traductorului „vibrator piezoelectric tip disc ca traductor principal și traductor ca receptor auxiliar”, care oferă o nouă dimensiune pentru extinderea benzii de frecvență a traductorului cu ultrasunete piezoelectric. Folosind caracteristicile de propagare liniară a undelor sonore în zona Fresnel a sursei de sunet este proiectată și fabricată o undă ultrasonică cu o structură unică de fereastră acustică.

 The Senzorul ultrasonic de măsurare a distanței oferă o nouă soluție structurală pentru a îmbunătăți performanța interferenței cu mai multe căi a traductorului ultrasonic. Sunt propuse metoda optimă de proiectare a convertorului push-pull și formula de calcul a eficienței de conversie a energiei. Metoda tradițională de proiectare a convertorului push-pull este îmbunătățită, iar eficiența de conversie a energiei electromecanice a generatorului cu ultrasunete este îmbunătățită. Pentru a suprima fenomenul de „reverberație” în sistemul de măsurare cu ultrasunete cu rază mare, caracteristicile de impedanță ale traductorului piezoelectric sunt analizate și măsurate, circuitul de potrivire a impedanței, transducerea și propagarea cu ultrasunete sunt proiectate. utilizat. În caracteristicile de atenuare a absorbției de energie, a fost proiectat și fabricat un nou circuit variabil cu câștig de timp. Pentru a îmbunătăți robustețea și performanța în timp real a Se introduc senzorul de distanță cu ultrasunete , o metodă de detectare a corelației anvelopei și un algoritm de corelare digitală grosier și precis în doi pași și se oferă aplicarea algoritmului de convoluție (metoda de detectare a potrivirii) pentru a calcula intervalul de timp. Algoritmul de modulare și demodulare ASK îmbunătățit cu formula modificată (modulație ASK demodulare PSK) este propus pentru a îmbunătăți performanța interferenței anti-multipath a sistemului de măsurare cu ultrasunete.

The senzor ultrasonic pentru măsurarea distanței dezvoltate prin metodele teoretice și mijloacele tehnice de mai sus depășește distanța maximă de lucru (30 de metri) a celor mai avansați senzori cu ultrasunete din seria American Airducer. Până acum, modulația ASK bazată pe MSK și demodularea PSK au fost propuse. Algoritmul poate crește câștigul de procesare al sistemului de măsurare cu ultrasunete cu mai mult de 20 dB (lungimea secvenței M); în timp ce se utilizează algoritmul de corelare digitală grosieră și precisă în doi pași, viteza de calcul este mai mare decât algoritmul direct (k este gros). Raportul distanței pasului fin este k> 1. Concluziile de mai sus indică faptul că tehnicile software și hardware și metodele teoretice adoptate sau propuse în această lucrare pot ajuta la creșterea distanței de lucru a traductorului ultrasonic și la lărgirea frecvenței de lucru cu ultrasunete. Îmbunătățește directivitatea și capacitatea de interferență anti-multipath a traductorului cu ultrasunete, precum și îmbunătățirea în timp real și câștigul de procesare a sistemului de măsurare cu ultrasunete.

Deși indicatorii tehnici ai traductoarele cu ultrasunete pentru măsurarea distanței au îndeplinit cerințele de proiectare, traductoarele cu ultrasunete existente, plăcile de circuite de transmisie și recepție cu ultrasunete sunt doar prototipuri de testare în structura mecanică, proiectarea circuitelor, procesul de fabricație și metodele experimentale. Pe de altă parte, există încă unele lucruri nesatisfăcătoare, iar peștele trebuie îmbunătățit.