Utbud av ultraljudsavståndssystem

Det utvecklade ultraljudsavståndssystemet har en räckvidd på mer än 32 meter, en strålbredd på mindre än 100 och en bandbredd på cirka 4 kHz (22-25,5 kHz). Om en kombinerad ultraljudstransduktorstruktur används kan bandbredden utökas till 8 kHz. Ett ultraljudsavståndssystem med stor räckvidd bestående av en sådan givare kan uppfylla tillämpningskraven för ett fordonssäkerhetskörhjälpssystem eller en obemannad stridsplattform. Huvudarbetet och slutsatserna är följande:

De matematiska uttrycken för den radiella vibrations- och axialvibrationens läge ultraljudsgivare etableras, vilket ger en teoretisk grund för design och tillverkning av mikrosmå mottagare. Det kombinerade givarstrukturschemat av 'skivtyp piezoelektrisk vibrator som huvudgivare och givare som hjälpmottagare' föreslås, vilket ger en ny dimension för att utöka det piezoelektriska ultraljudsgivarens frekvensband. Genom att använda de linjära utbredningsegenskaperna för ljudvågor i Fresnel-zonen av ljudkällan är en ultraljudsvåg med en unik akustisk fönsterstruktur designad och tillverkad.

 De ultraljudsavståndsmätningssensor ger en ny strukturell lösning för att förbättra multi-path interferensprestanda hos ultraljudsgivaren. Den optimala designmetoden för push-pull-omvandlaren och beräkningsformeln för energiomvandlingseffektiviteten föreslås. Den traditionella designmetoden för push-pull-omvandlaren förbättras, och den elektromekaniska energiomvandlingseffektiviteten hos ultraljudsgeneratorn förbättras. För att undertrycka fenomenet 'efterklang' i ultraljudsavståndssystemet med stor räckvidd, analyseras och mäts impedansegenskaperna hos den piezoelektriska givaren, och den impedans- och piezoelektriska kretsen är konstruerad för tyget och den piezoelektriska kretsen. ultraljudsutbredningsprocessen utnyttjas. I energiabsorptionsdämpningsegenskaperna designades och tillverkades en ny variabel krets med tidsförstärkning. För att förbättra robustheten och realtidsprestandan hos ultraljudsavståndssensor , en enveloppkorrelationsdetekteringsmetod och en grov och exakt tvåstegs digital korrelationsalgoritm introduceras, och tillämpningen av faltningsalgoritm (matchningsdetekteringsmetod) för att beräkna avståndstiden ges. Modifierad formel förbättrad ASK-modulations- och demoduleringsalgoritm (ASK-modulation PSK-demodulering) föreslås för att förbättra anti-flervägsinterferensprestandan hos ultraljudsmätningssystemet.

De ultraljudssensor för att mäta avstånd utvecklad med ovanstående teoretiska metoder och tekniska medel överskrider det maximala arbetsavståndet (30 meter) för de mest avancerade amerikanska Airducer-seriens ultraljudssensorer. Hittills har den MSK-baserade ASK-moduleringen och PSK-demoduleringen föreslagits. Algoritmen kan öka bearbetningsförstärkningen för ultraljudsavståndssystemet med mer än 20dB (M sekvenslängd ); medan den grova och exakta digitala korrelationsalgoritmen i två steg används, är beräkningshastigheten högre än den direkta algoritmen (k är tjock). Förhållandet mellan finstegsavstånd är k> 1. Ovanstående slutsatser indikerar att mjukvaru- och hårdvarutekniker och teoretiska metoder som antagits eller föreslagits i detta dokument kan hjälpa till att öka arbetsavståndet för ultraljudsbandet för ultraljudsfrekvensomvandlaren och ultraljudsfrekvensomvandlaren. Det förbättrar riktningsförmågan och anti-flervägsinterferensförmågan hos ultraljudsgivaren, samt förbättrar realtids- och bearbetningsvinsten för ultraljudsavståndssystemet.

Även om de tekniska indikatorerna för ultraljudsgivare för avståndsmätningar har uppfyllt designkraven, de befintliga ultraljudsgivarna, ultraljudssändande och mottagande kretskort är endast testprototyper i den mekaniska strukturen, kretsdesignen, tillverkningsprocessen och experimentella metoder. Å andra sidan finns det fortfarande en del otillfredsställande saker, och fisken behöver förbättras.