senzori ultrasonici utilizați pentru sistemele sonar în apă

Senzorii cu ultrasunete pentru identificarea distanței stau la baza multor
aplicații robotizate și automate, cum ar fi sistemele de evitare a obstacolelor și de avertizare a coliziunilor pentru mașini, vehicule autonome auto-ghidate, roboți de lucru pe teren și așa mai departe. Cu toate acestea, există o restricție specificată atunci când un traductor cu ultrasunete aeropurtat este utilizat în funcționarea pe teren, deoarece meritul său al cifrei Q este mai mare (lățimea de bandă de frecvență este relativ mai mică) și este dificil să îmbunătățiți atât directivitatea, cât și intervalul mare de detectare a traductorului cu ultrasunete aeropurtat. În consecință, este încă, chiar și acum, una dintre problemele provocatoare în domeniul ultrasonic dezvoltarea traductorului ultrasonic de înaltă performanță și sistem ultrasonic de stabilire a distanței în aer.

Un sistem cu ultrasunete interval-distanță constă dintr-un traductor ultrasonic și o electronică de transmisie și recepție și un procesor de semnal. Originalitatea acestei lucrări este de a explica elementele fundamentale ale traductorului cu ultrasunete care convertește energia electrică în energie mecanică (presiunea sonoră) și reciproc, energia mecanică în energie electrică, aritmetica de detectare pentru semnalul slab al undei sonore și procedura de implementare a sistemului de măsurare ultrasonică cu cursă mare de măsurare. Principalele subiecte ale acestei lucrări includ:

(2) După caracteristicile fizice ale undei ultrasunete și ale piezocului

materialul eramic, precum și performanța Au fost selectați senzori de proximitate cu ultrasunete inductivi , modul de rezonanță și frecvența unui oscilator cu disc piezoceramic. Prin aplicarea tehnicii de potrivire a impedanței acustice la structura traductorului și tehnica optimă de potrivire a impedanțelor mecanice și electrice au electronica transmisă, am mărit cu succes intervalul de detectare și am îmbunătățit directivitatea de detectare a traductorului, care este capabil să verifice zgomotele multiple.

(3) Inițial a fost propus un nou traductor cu ultrasunete compozit combinat cu traductorul piezo disc și receptorul de tip chimval pentru a face față efectului doppler.

(4) O nouă metodă de proiectare optimă pentru convertorul push-pull și formula aferentă acesteia pentru calcularea eficienței transformării energiei au fost propuse inițial, iar circuitul de transmisie implementat prin metoda propusă are o eficiență mai bună a conversiei energiei. traductor de măsurare a distanței cu ultrasunete .

(5) Prin utilizarea faptului că detectarea corelației este echivalentă cu detecția potrivirii, a fost prezentată o formulă de modificare necesară pentru determinarea timpului de zbor (ToF) atunci când se utilizează metoda de detectare a potrivirii. O metodă nouă a fost propusă prin prezenta pentru a îmbunătăți câștigul de procesare și răspunsul în timp real al sistemului de găsire a intervalului, adică pentru a utiliza metoda de detectare a potrivirii bazată pe semnalul binar de deplasare de fază (2PSK), în timp ce semnalul transmis cu ultrasunete este sub formă de codare binară de amplitudine-schift (2ASK), și a fost implementat un algoritm de detecție de potrivire rapidă cu o procedură de corelare încrucișată cu două proceduri de corelare încrucișată. sistem cu senzori de sondă subacvatică .

Rezultatele experimentale arată că raza efectivă de detectare a traductorului este mai mare de 32 de metri, iar lățimea fasciculului este mai mică de 士50, ceea ce are o performanță mai bună decât cea a celor existente, de exemplu, produsele similare din catalogul de airducere (AIRMAR Tech. CorpU.SA). The Sistemul de traductoare acustice subacvatice dezvoltat în această lucrare a fost aplicat altor proiecte, de exemplu, care au furnizat una dintre soluțiile de detectare a obiectelor în câmp pentru proiectul cheie „Studiu asupra teoriei și metodelor de control al navigației pentru robotică mobilă în mediu necunoscut” și proiectul „Platformă de campanie fără echipaj” (An Advanced Research Project of the Five-yeye Equipment Headquarters, sprijinit de cinci ani).

    Fără îndoială că toate tehnicile adoptate în această lucrare pot fi aplicate direct pentru a dezvolta sisteme sonare în apă cu performanță la costuri ridicate.