Загальні методи виявлення та принцип аналізу ультразвукових датчиків

У промисловості типовим застосуванням ультразвуку є неруйнівний контроль металів і ультразвукове вимірювання товщини. У минулому багато технологій перешкоджали тому, що вони не могли виявити внутрішню частину тканин об’єкта. Поява ультразвукової технології змінила цю ситуацію. Звичайно, більше ультразвукових датчиків стаціонарно встановлено на різних пристроях, щоб тихо виявляти потрібні людям сигнали. У майбутньому застосуванні ультразвукових датчиків ультразвук буде поєднуватися з інформаційними технологіями та технологіями нових матеріалів, і з’являться більш інтелектуальні та високочутливі ультразвукові датчики вимірювання відстані.

1. За характеристиками об’єму, матеріалу, рухомості виявленого предмета

Ультразвукові датчики використовують різні методи виявлення. Існує чотири найпоширеніші методи виявлення:

1. Наскрізний тип: передавач і приймач розташовані з обох сторін, коли об'єкт детектування проходить між ними, виявлення виконується відповідно до ослаблення (або оклюзії) ультразвукової хвилі.

2. Тип обмеженої відстані: передавач і приймач розташовані з одного боку, і коли виявлений об’єкт проходить в межах обмеженої відстані, виявлення виконується на основі відбитих ультразвукових хвиль.

3. Тип обмеженого діапазону: передавач і приймач ультразвукових датчиків відстані розташовані в центрі обмеженого діапазону, відбивач розташований на краю обмеженого діапазону, а значення ослаблення відбитої хвилі без блокування виявленим об’єктом використовується як еталонне значення. Коли виявлений об'єкт проходить через обмежений діапазон, детектування виконується за ослабленням відбитої хвилі (порівняйте значення ослаблення з еталонним значенням).

4. Світловідбиваючий тип: передавач і приймач розташовані з одного боку, а об’єкт виявлення (плоский об’єкт) використовується як поверхня відбиття, а виявлення виконується відповідно до ослаблення відбитої хвилі.

По-друге, тест хороший чи поганий

Під час прямої перевірки ультразвукового датчика за допомогою мультиметра нічого не відображається. Якщо ви хочете перевірити якість ультразвукового датчика, ви можете побудувати схему звукового генератора. Коли C1 дорівнює 390OμF, між контактами інвертора може бути згенерований аудіосигнал приблизно 1,9 кГц. Підключення ультразвукового датчика, який потрібно виявити (передавання та прийому) між стопою та стопою; якщо датчик може видавати аудіо звуки, можна визначити, що він кращий за ультразвуковий датчик.

Примітка: коли C1=3900 мкФ, це приблизно 1,9 кГц; коли C1=0.O1μF, це приблизно 0.76kHz.

По-третє, перевірка рівня рідини

Основний принцип ультразвукового вимірювання рівня рідини полягає в тому, що сигнал ультразвукового імпульсу, який надсилає ультразвуковий зонд, поширюється в газі та відбивається після зустрічі з поверхнею розділу повітря та рідини. Після отримання луна-сигналу розраховується час поширення ультразвукової хвилі. Перетворення відстані або висоти рівня рідини. Ультразвуковий метод вимірювання має багато переваг, з якими не можуть зрівнятися інші методи:

(1) Немає деталей механічної трансмісії та немає контакту з вимірюваною рідиною. Це безконтактне вимірювання, воно не боїться електромагнітних перешкод і сильних корозійних рідин, таких як кислота та луг, тому має стабільну продуктивність, високу надійність і тривалий термін служби;

(2) Його короткий час відгуку може легко реалізувати вимірювання в реальному часі без затримки.

Робоча частота ультразвукового датчика, який використовується в системі, становить близько 40 кГц. Ультразвукові імпульси надсилаються датчиком передавача, передаються на поверхню рідини, а потім повертаються до приймального датчика. Вимірюється час, необхідний ультразвуковому імпульсу від передачі до прийому. Відповідно до швидкості звуку в середовищі можна визначити відстань від ультразвукового датчика до поверхні рідини, щоб визначити рівень рідини. Враховуючи вплив температури навколишнього середовища на швидкість поширення ультразвукових хвиль, швидкість поширення скоригована методом температурної компенсації для підвищення точності вимірювань. Формула розрахунку:

V=331,5+0,607T (1)

Де: V – швидкість поширення ультразвукових хвиль у повітрі; Т – температура навколишнього середовища.

S=V ×t/2=V×(t1－t0)/2 (2)

У формулі: S - відстань вимірювання; t - різниця в часі між передачею ультразвукового імпульсу та прийомом його відлуння; t1 – час прийому ультразвукової луни; t0 – час проходження ультразвукового імпульсу. Функція захоплення MCU може легко виміряти t0 і t1. Згідно з наведеною вище формулою, виміряна відстань S може бути отримана програмним забезпеченням. Оскільки MCU цієї системи вибирає процесор змішаних сигналів із характеристиками SOC та інтегрує всередину датчик температури, програмне забезпечення можна використовувати для легкої реалізації температурної компенсації для ультразвукового датчика рівня.