Erreur et précautions de capteur de distance à ultrasons

Nombre Parcourir:0 auteur:Éditeur du site publier Temps: 2018-09-21 origine:Propulsé

enquête

Dans l'industrie, l'application typique des transducteurs à distance à ultrasons est un test non destructif des métaux et une mesure d'épaisseur ultrasonique. Dans le passé, de nombreuses technologies ont été entravées par l'incapacité détectant l'intérieur des objets, et l'émergence de la technologie de détection ultrasonique a changé cette situation. Bien sûr, davantage de capteurs à ultrasons sont montés fixement sur les différents appareils pour casser les signaux dont les gens ont besoin. Dans les applications futures, l'échographie sera combinée avec des technologies de l'information et de nouvelles technologies matérielles, et des capteurs à ultrasons plus intelligents et très sensibles apparaîtront.

La télécommande à la télécommande peut contrôler les appareils électroménagers et l'éclairage. Petit capteur ultrasonique (φ12-tre6), la fréquence de travail est de 40 kHz, la distance de télécommande est d'environ 10 mètres. Transmission télécommandée, il s'agit d'un oscillateur composé de 555 circuits de base de temps, pour ajuster le potentiomètre 10k, ce qui rend le capteur de fréquence d'oscillation de 40 kHz . L'alimentation est diminuée de 220 V, rectifiée, filtrée et réglementée pour obtenir une tension de fonctionnement 12V. Puisqu'il s'agit d'une alimentation non isolée, l'ensemble du circuit doit être emballé dans le boîtier en plastique pour éviter les chocs électriques (faites également attention lors du débogage). Le signal est reçu par le récepteur à ultrasons et amplifié par Q1 et Q2 (les réservoirs de résonance L et C sont réglés à 40 kHz). Le signal amplifié déclenche un circuit bistable composé de Q3 et Q4, et Q5 et LED sont utilisés comme isolement de déclenchement et peuvent être illuminés. Étant donné que l'état bistable est aléatoire au démarrage, un bouton clair est ajouté.

Le signal de déclenchement de la sortie Q5 tourne sur le triac et la charge est activée. Pour charger un circuit ouvert, appuyez une fois sur le bouton Envoyer. Indication du niveau liquide et contrôleur. Parce que l'onde à ultrasons a une certaine atténuation dans l'air, le signal du transducteur du capteur de distance à ultrasons envoyé à la surface du liquide et réfléchi de la surface liquide est lié au niveau liquide. Plus la position de niveau liquide est élevée, plus le signal est grand; le niveau bas est le niveau liquide. Le signal est petit. Le signal reçu est amplifié par BG1 et BG2 et rectifié en tension CC par D1 et D2. Lorsque la tension est de 4,7kΩ, ce qui dépasse la tension d'activation de BG3, un courant circule à travers BG3 et l'amètre indique que le courant est lié au niveau liquide. Lorsque le niveau liquide est inférieur à la valeur définie, la sortie du comparateur est faible. BG ne mène pas. Si le niveau de liquide monte à la position spécifiée, le comparateur retourne et sortira un niveau élevé. BG est activé, J est aspiré et l'interrupteur de perfusion peut être désactivé par une valve solénoïde pour atteindre le but du contrôle.

Le test au niveau liquide est le principe de base de la mesure ultrasonique du niveau de liquide: le signal d'impulsion à ultrasons émis par le capteur de mesure de distance à ultrasons se propage dans le gaz, qui est réfléchi après l'interface entre l'air et le liquide, et reçoit le signal d'écho après l'écho le signal est reçu. Le temps, vous pouvez convertir la distance ou le niveau liquide. Les méthodes de mesure à ultrasons présentent de nombreux avantages inégalés par d'autres méthodes: (1) sans aucun composant de transmission mécanique, ni avec le liquide à tester, il s'agit d'une mesure sans contact, qui n'a pas peur des interférences électromagnétiques et de forts liquides corrosive tels que l'acide et Alcali, donc les performances stables, une fiabilité élevée et une longue durée de vie; (2) Son temps de réponse court facilite la réalisation de mesures en temps réel sans hystérésis.

Le capteur de transducteur de mesure de la distance est utilisé dans le fonctionnement du système à une fréquence d'environ 40 kHz. L'impulsion à ultrasons est émise par le capteur de transmission, et la surface liquide est réfléchie et retournée au capteur de réception pour mesurer l'heure pour que l'impulsion ultrasonique soit transmise du récepteur à la réception. Selon la vitesse du son dans le milieu, la distance du capteur à la surface liquide peut être obtenue. Pour déterminer le niveau liquide. Compte tenu de l'influence de la température ambiante sur la vitesse de propagation à ultrasons, la vitesse de propagation est correcte par la méthode de compensation de température pour améliorer la précision de mesure. La formule de calcul est: v = 331,5 + 0,607t .Oin où: v est la vitesse de propagation de l'onde ultrasonique dans l'air; T est la température ambiante.S = V × T / 2 = V × (T1-T0) / 2 Où: S est la distance de mesure; T est le décalage horaire entre la transmission de l'impulsion ultrasonique et la réception de son écho; T1 est l'heure de réception de l'écho à ultrasons; T0 est le temps de transmission d'impulsions à ultrasons. En utilisant la fonction de capture du MCU, il est pratique de mesurer le temps T0 et le temps T1. Selon la formule ci-dessus, la distance de mesure peut être obtenue par programmation logicielle. Étant donné que le MCU du système sélectionne un processeur de signal mixte avec les caractéristiques SOC et intègre un capteur de température, la compensation de température du capteur peut être commodément réalisée en utilisant un logiciel.

Précautions:

1: Pour garantir la fiabilité et la longue durée de vie, qui n'utilisent pas le capteur à l'extérieur ou au-dessus de la température nominale.
2: Étant donné que le capteur à ultrasons utilise l'air comme milieu de transmission, la réflexion et la réfraction à la limite peuvent provoquer un dysfonctionnement lorsque la température locale est différente, et la distance de détection peut également changer lorsque le vent est soufflé. Par conséquent, les capteurs ne doivent pas être utilisés à côté de dispositifs tels que les ventilateurs forcés.
3: Les jets éjectés des buses d'air ont plusieurs fréquences et affectent donc le capteur et ne doivent pas être utilisés près du capteur.
4: Les gouttelettes d'eau sur la surface du capteur raccourcissent la distance de détection.
5: Des matériaux tels que la poudre fine et le fil de coton ne peuvent pas être détectés lorsque vous absorbez le son (capteur de réflexion).
6: Les capteurs ne peuvent pas être utilisés dans le vide ou les zones résistantes à l'explosion.
7: N'utilisez pas le capteur dans les zones à vapeur; L'atmosphère dans ce domaine est inégale. Ce qui produira un gradient de température qui provoquera des erreurs de mesure。

Problème d'exposition:

L'application du fonctionnement du capteur de distance à ultrasons est simple, pratique et à faible coût. Cependant, les capteurs à ultrasons actuels ont des inconvénients, tels que les problèmes de réflexion, le bruit et les problèmes de croisement. Le problème avec la réflexion est que si l'objet détecté est toujours à angle droit, le capteur à ultrasons obtiendra l'angle correct. Mais malheureusement, dans l'utilisation réelle, peu d'objets de détection peuvent être détectés correctement.

Principe de matériau et de fonctionnement du capteur de distance à ultrasons

Il peut y avoir plusieurs erreurs dans le transducteur:

1.Rérarchée
Lorsque l'objet de mesure est à un angle par rapport au capteur, la distance de détection et la distance réelle ont une erreur triangulaire.

2. Réflexion spéculaire
Ce problème est le même que le reflet de la lumière en physique élevée. À un certain angle, les ondes sonores émises sont reflétées de manière spéculaire par l'objet lisse, de sorte que l'écho ne peut pas être généré et la lecture de la distance ne peut pas être produite. À l'heure actuelle, le capteur à ultrasons ignorera l'existence de cet objet.

3. Réflexions multiples
Ce phénomène est courant lors de la détection des coins ou des objets d'une structure similaire. L'onde sonore est reçue par le capteur après plusieurs rebonds, donc la valeur de détection réelle n'est pas la valeur de distance réelle. Ces problèmes peuvent être résolus en utilisant plusieurs bobines à ultrasons qui ont été disposées à un angle. En détectant la valeur de retour de plusieurs ondes à ultrasons, il est utilisé pour filtrer la lecture correcte.

4.
Bien que la plupart des transducteurs à ultrasons mesurant la distance fonctionnent de fréquences de 40 à 45 kHz, elles sont beaucoup plus élevées que les fréquences que les humains peuvent entendre. Cependant, l'environnement environnant produit également un bruit de fréquence similaire. Par exemple, le moteur génère une certaine fréquence élevée pendant le processus de rotation, les bruits à haute fréquence génèrent par la friction de la roue sur le terrain dur, c'est la vibration du robot lui-même, et même lorsqu'il y a plusieurs robots, le son Les vagues sont émises par d'autres capteurs à ultrasons de robot. Ceux-ci feront que le capteur recevra un signal erroné. Ce problème peut être résolu en codant pour les ondes ultrasoniques transmises, telles que la transmission d'un ensemble d'ondes sonores de différentes longueurs, et le calcul de la distance uniquement lorsque la sonde détecte la même onde sonore combinée. Cela peut éviter efficacement les erreurs de lecture causées par le bruit environnemental.
5. Traverser le problème
Le problème du croisement est causé lorsqu'une pluralité de capteurs à ultrasons est montée sur le robot à un angle. Les ondes sonores émises par l'ultrasons X sont réfléchies et obtenues par les capteurs Z et Y. Pour le moment, Z et Y calculent la valeur de distance en fonction de ce signal, de sorte que la mesure correcte ne peut pas être obtenue. La solution consiste à coder le signal de chaque capteur. Laissez chaque capteur à ultrasons écouter uniquement sa propre voix.