Помилка та запобіжні заходи ультразвукового датчика відстані

У промисловості типовим застосуванням ультразвукових датчиків відстані є неруйнівний контроль металів і ультразвукове вимірювання товщини. У минулому багатьом технологіям перешкоджала нездатність виявляти внутрішню частину об’єктів, і поява технології ультразвукового зондування змінила цю ситуацію. Звичайно, більше ультразвукових датчиків стаціонарно встановлено на різних пристроях, щоб фіксувати потрібні людям сигнали. У майбутніх застосуваннях ультразвук буде поєднуватися з інформаційними технологіями та технологіями нових матеріалів, і з’являться більш розумні та високочутливі ультразвукові датчики.

Ультразвуковий пульт дистанційного керування може керувати побутовою технікою та освітленням. Невеликий ультразвуковий датчик (Φ12-Φ16), робоча частота 40 кГц, відстань дистанційного керування близько 10 метрів. Передача дистанційного керування, це осцилятор, що складається з 555 ланцюгів часової розв’язки, для налаштування потенціометра 10K, завдяки чому датчик частоти коливань 40KHZ під’єднується до 3-ї ноги, коли натискається кнопка, надсилається ультразвукова хвиля та приймається схема. Джерело живлення знижується на 220 В, випрямляється, фільтрується та регулюється для отримання робочої напруги 12 В. Оскільки це неізольоване джерело живлення, всю схему слід запакувати в пластиковий корпус, щоб запобігти ураженню електричним струмом (також зверніть увагу під час налагодження). Сигнал приймається ультразвуковим приймачем і посилюється Q1 і Q2 (резонансні резервуари L і C налаштовані на 40 кГц). Посилений сигнал запускає бістабільну схему, що складається з Q3 і Q4, а Q5 і світлодіод використовуються як ізоляція тригера та можуть підсвічуватися. Оскільки під час запуску бістабільний стан є випадковим, додається кнопка очищення. 

Тригерний сигнал виходу Q5 включає симистор і включається навантаження. Щоб завантажити розімкнуте коло, натисніть кнопку відправки один раз. Індикація рівня рідини та контролер. Оскільки ультразвукова хвиля має певне затухання в повітрі, сигнал датчика ультразвукового датчика відстані, який надсилається на поверхню рідини та відбивається від поверхні рідини, пов’язаний із рівнем рідини. Чим вище положення рівня рідини, тим сильніший сигнал; нижчий рівень рідини. Сигнал невеликий. Отриманий сигнал посилюється за допомогою BG1 і BG2 і випрямляється в напругу постійного струму за допомогою D1 і D2. Коли напруга становить 4,7 кОм, що перевищує напругу ввімкнення BG3, струм протікає через BG3, і амперметр показує, що струм залежить від рівня рідини. Коли рівень рідини нижчий за встановлене значення, вихід компаратора низький. БГ не проводить. Якщо рівень рідини піднімається до зазначеного положення, компаратор повертається і видає високий рівень. ГК увімкнено, J відсмоктується, а перемикач інфузії можна вимкнути за допомогою електромагнітного клапана для досягнення мети контролю.

Перевірка рівня рідини є основним принципом ультразвукового вимірювання рівня рідини: сигнал ультразвукового імпульсу, що випромінюється ультразвуковим датчиком вимірювання відстані, поширюється в газі, який відбивається після межі між повітрям і рідиною, і отримує ехо-сигнал після отримання ехо-сигналу. Час, ви можете конвертувати відстань або рівень рідини. Ультразвукові методи вимірювання мають багато переваг, незрівнянних з іншими методами: (1) без будь-яких компонентів механічної передачі, а також з рідиною, що перевіряється, це безконтактне вимірювання, яке не боїться електромагнітних перешкод і сильних корозійних рідин, таких як кислота та луг, тому продуктивність стабільна, висока надійність і тривалий термін служби; (2) Його короткий час відгуку дозволяє легко реалізувати вимірювання в реальному часі без гістерезису.

Датчик вимірювального перетворювача відстані використовується в роботі системи на частоті близько 40 кГц. Ультразвуковий імпульс випромінюється передавальним датчиком, а поверхня рідини відбивається та повертається до приймального датчика для вимірювання часу, протягом якого ультразвуковий імпульс передається від приймача до приймального. За швидкістю звуку в середовищі можна визначити відстань від датчика до поверхні рідини. Для визначення рівня рідини. Беручи до уваги вплив температури навколишнього середовища на швидкість розповсюдження ультразвуку, швидкість розповсюдження є правильною за допомогою методу температурної компенсації для підвищення точності вимірювання. Формула розрахунку: V=331,5+0,607T . Де: V швидкість поширення ультразвукової хвилі в повітрі; T – температура навколишнього середовища. S=V ×t/2=V×(t1-t0)/2 Де: 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. Використовуючи функцію захоплення MCU, зручно вимірювати час t0 і час t1. Згідно з наведеною вище формулою вимірювальну відстань S можна отримати за допомогою програмного забезпечення. Оскільки MCU системи вибирає процесор змішаних сигналів із характеристиками SOC та інтегрує в нього датчик температури, температурну компенсацію датчика можна зручно реалізувати за допомогою програмного забезпечення.

Запобіжні заходи:

1: Щоб забезпечити надійність і тривалий термін служби, не використовуйте датчик на вулиці або при температурі вище номінальної.
2: Оскільки ультразвуковий датчик використовує повітря як середовище передачі, відбиття та заломлення на межі можуть спричинити несправність, коли місцева температура відрізняється, а відстань виявлення також може змінюватися, коли дме вітер. Тому датчики не слід використовувати поруч із такими пристроями, як примусові вентилятори.
3: Струмені, що викидаються з повітряних форсунок, мають кілька частот і тому впливають на датчик, тому їх не можна використовувати поблизу датчика.
4: краплі води на поверхні датчика скорочують відстань виявлення.
5: Такі матеріали, як тонкий порошок і бавовняна пряжа, не можуть бути виявлені, коли вони поглинають звук (відбиваючий датчик).
6: Датчики не можна використовувати у вакуумних або вибухозахищених зонах.
7: Не використовуйте датчик у місцях з парою; атмосфера в цій зоні нерівномірна, що спричинить градієнт температури, який спричинить помилки вимірювання.

Проблема експозиції:

Застосування роботи ультразвукового датчика відстані є простим, зручним і дешевим. Однак сучасні ультразвукові датчики мають деякі недоліки, такі як проблеми з відображенням, шум і проблеми з кросовером. Проблема з відображенням полягає в тому, що якщо об’єкт, який виявляється, завжди знаходиться під правильним кутом, ультразвуковий датчик отримає правильний кут. Але, на жаль, у реальному використанні небагато об’єктів виявлення можна виявити правильно.

У датчику може бути декілька помилок: