Erro e precauções do sensor de distância ultra-sônica

Número Browse:0 Autor:editor do site Publicar Time: 2018-09-21 Origem:alimentado

Inquérito

Na indústria, a aplicação típica de transdutores de distância ultra-sônica são testes não destrutivos de metais e medição de espessura ultrassônica. No passado, muitas tecnologias foram prejudicadas pela incapacidade de detectar o interior de objetos, e o surgimento da tecnologia de detecção ultra-sônica mudou essa situação. Claro, mais sensores ultra-sônicos estão montados fixamente nos diferentes dispositivos para tirar os sinais que as pessoas precisam. Nas futuras aplicações, a ultrassonografia será combinada com a tecnologia da informação e novas tecnologias materiais, e sensores ultra-sônicos mais inteligentes e altamente sensíveis serão exibidos.

O controle remoto ultra-sônico do controle remoto pode controlar eletrodomésticos e iluminação. Sensor ultra-sônico pequeno (φ12-φ16), a frequência de trabalho é 40khz, a distância de controle remoto é de cerca de 10 metros. Transmissão de controle remoto, este é um oscilador composto de 555 circuito base de tempo, para ajustar o potenciômetro 10k, fazendo com que o sensor de 40kHz de frequência de oscilação esteja conectado ao 3º pé, quando o botão é pressionado, a onda ultra-sônica é enviada e o circuito é recebido . A fonte de alimentação é revistada por 220V, retificada, filtrada e regulamentada para obter uma tensão de operação de 12V. Como é uma fonte de alimentação não isolada, todo o circuito deve ser embalado na caixa de plástico para evitar choque elétrico (também preste atenção ao depuramento). O sinal é recebido pelo receptor ultrassônico e amplificado por Q1 e Q2 (os tanques ressonantes L e C são sintonizados a 40 kHz). O sinal amplificado aciona um circuito bedable composto de Q3 e Q4, e Q5 e LED são usados como isolamento de desencadeamento e podem ser iluminados. Como o estado bedable é aleatório na inicialização, é adicionado um botão claro.

O sinal de gatilho da saída Q5 liga o tríço e a carga é ligada. Para carregar um circuito aberto, pressione o botão Enviar uma vez. Indicação e controlador de nível de líquido. Porque a onda ultrassônica tem uma certa atenuação no ar, o sinal do transdutor do sensor de distância ultra-sônica enviado para a superfície líquida e refletiu de volta da superfície líquida está relacionada ao nível de líquido. Quanto maior a posição do nível líquido, maior o sinal; O menor é o nível de líquido. O sinal é pequeno. O sinal recebido é amplificado por BG1 e BG2 e retificado em tensão DC por D1 e D2. Quando a tensão é 4.7kΩkich excede a tensão de rotação do BG3, um fluxo de corrente através do BG3, e o AmMeter indica que a corrente está relacionada ao nível do líquido. Quando o nível de líquido é menor que o valor definido, a saída do comparador é baixa. BG não conduz. Se o nível do líquido se elevar para a posição especificada, o comparador vira e produz um alto nível. O BG está ligado, J é sugado, e o interruptor de infusão pode ser desligado por uma válvula solenóide para atingir a finalidade do controle.

O teste de nível de líquido é o princípio básico da medição ultra-sônica do nível de líquido: o sinal de pulso ultrassônico emitido pelo sensor de medição de distância ultra-sônica propaga-se no gás, o que é refletido após a interface entre o ar e o líquido, e recebe o sinal de eco após o eco sinal é recebido. Tempo, você pode converter a distância ou o nível de líquido. Os métodos de medição ultra-sônica têm muitas vantagens inigualáveis por outros métodos: (1) sem quaisquer componentes de transmissão mecânica, nem com o líquido a ser testado, é de contato sem contato, o que não tem medo de interferência eletromagnética e fortes líquidos corrosivos, como ácido e alcali, tão estável de desempenho, alta confiabilidade e longa vida; (2) Seu curto período de resposta facilita a realização de medição em tempo real sem histerese.

O sensor de transdutor de medição a distância é usado na operação do sistema a uma frequência de cerca de 40 kHz. O pulso ultra-sônico é emitido pelo sensor de transmissão, e a superfície líquida é refletida e retornada ao sensor de recebimento para medir o tempo para o pulso ultrassônico a ser transmitido do receptor para o recebimento. De acordo com a velocidade do som no meio, a distância do sensor para a superfície líquida pode ser obtida. Para determinar o nível de líquido. Tendo em conta a influência da temperatura ambiente na velocidade de propagação ultra-sônica, a velocidade de propagação é correta pelo método de compensação de temperatura para melhorar a precisão da medição. A fórmula de cálculo é: v = 331,5 + 0.607t. Onde: v é a velocidade de propagação da onda ultrassônica no ar; T é a temperatura ambiente.S = V × T / 2 = V × (T1-T0) / 2 Onde: S é a distância de medição; t é a diferença de hora entre transmitir o pulso ultrassônico e receber seu eco; T1 é o tempo ultra-sônico de recebimento do eco; T0 é o tempo de transmissão de pulso ultra-sônico. Usando a função de captura do MCU, é conveniente medir o tempo T0 e o tempo T1. De acordo com a fórmula acima, a distância de medição pode ser obtida por programação de software. Como o MCU do sistema seleciona um processador de sinal misto com características do SOC e integra um sensor de temperatura nele, a compensação de temperatura do sensor pode ser convenientemente realizada usando o software.

Precauções:

1: Para garantir confiabilidade e longa vida útil, o que não usam o sensor ao ar livre ou acima da temperatura nominal.
2: Como o sensor ultra-sônico usa ar como meio de transmissão, a reflexão e a refração na fronteira podem causar mau funcionamento quando a temperatura local é diferente, e a distância de detecção também pode mudar quando o vento é soprado. Portanto, os sensores não devem ser usados próximos aos dispositivos, como fãs forçados.
3: Os jatos ejetados de bicos de ar têm várias freqüências e, portanto, afetam o sensor e não devem ser usados perto do sensor.
4: Gotas de água na superfície do sensor encurtam a distância de detecção.
5: Materiais como pó fino e fios de algodão não podem ser detectados quando é absorvente som (sensor reflexivo).
6: Os sensores não podem ser usados nas áreas à prova de vácuo ou à prova de explosão.
7: Não use o sensor em áreas com vapor; A atmosfera nesta área é irregular.Que produzirá um gradiente de temperatura que causará erros de medição.

Problema de exposição:

A aplicação do funcionamento do sensor de distância ultra-sônica é simples, conveniente e baixo custo. No entanto, os sensores ultra-sônicos atuais têm algumas desvantagens, como problemas de reflexão, ruído e problemas cruzados. O problema com a reflexão é que, se o objeto que está sendo detectado estiver sempre no ângulo reto, o sensor ultra-sônico receberá o ângulo correto. Mas, infelizmente, no uso real, poucos detectar objetos podem ser detectados corretamente.

Princípio material e de trabalho do sensor de distância ultra-sônica

Pode haver vários erros no transdutor:

Erro 1.Triangular
Quando o objeto de medição está em um ângulo para o sensor, a distância de detecção e a distância real têm um erro triangular.

2. Reflexão especular
Este problema é o mesmo que o reflexo da luz na física alta. Em um determinado ângulo, as ondas sonoras emitidas são refletidas especularmente pelo objeto suave, de modo que o eco não pode ser gerado e a leitura de distância não pode ser produzida. Neste momento, o sensor ultra-sônico ignorará a existência desse objeto.

3. Múltiplas reflexões
Este fenômeno é comum ao detectar cantos ou objetos de estrutura similar. A onda sonora é recebida pelo sensor após vários rebotes, então o valor de detecção real não é o valor da distância verdadeiro. Esses problemas podem ser resolvidos usando várias bobinas ultra-sônicas que organizadas em um ângulo. Ao detectar o valor de retorno de várias ondas ultra-sônicas, é usado para exibir a leitura correta.

4. Ruído.
Embora a maioria dos transdutores ultra-sônicos de medição à distância opera frequências de 40-45 kHz, elas são muito maiores do que as freqüências que os humanos podem ouvir. No entanto, o ambiente circundante também produz ruído de frequência semelhante. Por exemplo, o motor gera uma certa alta frequência durante o processo de rotação, os ruídos de alta freqüência geram pelo atrito da roda no solo duro, é a vibração do robô em si, e mesmo quando há vários robôs, o som As ondas são emitidas por outros sensores ultrassônicos do robô. Estes farão com que o sensor receba um sinal errôneo. Esse problema pode ser resolvido codificando as ondas ultra-sônicas transmitidas, como a transmissão de um conjunto de ondas sonoras de diferentes comprimentos, e calcular a distância somente quando a sonda detecta a mesma onda sonora combinada. Isso pode efetivamente evitar a leitura causada pelo ruído ambiental.
5. Cross Problem
O problema do cruzamento é causado quando uma pluralidade de sensores ultra-sônicos é montada no robô em um ângulo. As ondas sonoras emitidas pelo X ultra-sônico são refletidas especularmente e obtidas pelos sensores Z e Y. Neste momento, Z e Y calcular o valor de distância com base nesse sinal, para que a medição correta não possa ser obtida. A solução é codificar o sinal de cada sensor. Deixe cada sensor ultrassônico ouvir apenas sua própria voz.