Прагляды: 87 Аўтар: Рэдактар сайта Час публікацыі: 2020-04-14 Паходжанне: Сайт
Ультрагукавы датчык - гэта бескантактавае датчык, які вымярае адлегласць паміж датчыкам і аб'ектам шляхам перадачы ультрагукавых гукавых імпульсаў і вымярэння часу вяртання адлюстраванага рэха.
Ультрагукавыя хвалі маюць частоты, якія перавышаюць нармальны дыяпазон слыху чалавека, прыкладна на 20 кГц. Датчыкі адлегласці з паветранай сувяззю звычайна працуюць з частатой каля 40 кГц, хоць іншыя частоты выкарыстоўваюцца ў залежнасці ад неабходнага дыяпазону вымярэння, разрознасці, памеру пераўтваральніка, дыяграмы прамяня і ўмоў навакольнага асяроддзя.
У адрозненне ад аптычных датчыкаў адлегласці, ультрагукавы датчык не залежыць у першую чаргу ад колеру мэты або здольнасці адбіваць бачнае святло. Такім чынам, ён можа выяўляць мноства празрыстых, напаўпразрыстых, цёмных або глянцавых аб'ектаў пры ўмове, што мэта вяртае дастаткова моцнае гукавое рэха ў бок прымача.
Хуткі адказ: Ультрагукавы датчык дальнасці пасылае высокачашчынны гукавы імпульс да мэты, прымае адлюстраванае рэха і разлічвае адлегласць па часе паездкі туды і назад. Асноўная формула: адлегласць = хуткасць гуку × час рэха ÷ 2.
Ультрагукавая тэхналогія далёкасці шырока выкарыстоўваецца ў робатах для выяўлення перашкод, дапамогі пры паркоўцы аўтамабіляў, вымярэнні ўзроўню вадкасці, аўтаматычных дзвярах, прамысловай аўтаматызацыі, сістэмах бяспекі, апрацоўцы матэрыялаў і выяўленні прысутнасці аб'ектаў.
Маноршы прыпасы ультрагукавыя датчыкі і пераўтваральнікі для вымярэння адлегласці, выяўлення аб'ектаў, сістэм паркоўкі, датчыка ўзроўню і індывідуальных электронных прыкладанняў.
Большасць ультрагукавых датчыкаў адлегласці выкарыстоўваюць прынцып часу пралёта , які таксама называюць метадам часу праходжання рэха. Сістэма вымярае час паміж перадачай ультрагукавога імпульсу і атрыманнем яго адлюстраванага рэха.
Схема кіравання стварае кароткі электрычны ўсплёск на намінальнай частаце ультрагукавога датчыка або паблізу яе.
Перадаючы пераўтваральнік пераўтворыць электрычны сігнал у ультрагукавую механічную вібрацыю.
Ультрагукавы імпульс рухаецца па паветры да мэты.
Частка гукавой энергіі адлюстроўваецца ад паверхні мішэні.
Прыёмнік пераўтворыць вернутае акустычнае рэха ў невялікі электрычны сігнал.
Схема кандыцыянавання сігналу ўзмацняе, фільтруе і выяўляе рэха.
Мікракантролер або схема сінхранізацыі вымярае час у шляху туды і назад і пераўтварае яго ў адлегласць.
Адлегласць = (Час рэха × хуткасць гуку) ÷ 2
d = (t × c) ÷ 2
d - адлегласць у адзін бок паміж датчыкам і мэтай.
t - вымераны час зваротнага шляху ад перадачы да прыёму рэха.
c — хуткасць гуку ў асяроддзі вымярэння.
Вынік дзеліцца на два, таму што гук праходзіць ад датчыка да мэты, а затым назад да датчыка.
Пры тэмпературы прыблізна 20°C хуткасць гуку ў сухім паветры складае каля 343 м/с. Калі вымераны час рэха складае 5,83 мілісекунды, разлічанае адлегласць будзе:
Адлегласць = 0,00583 секунд × 343 м/с ÷ 2
Адлегласць ≈ 1 метр
У гэтым прыкладзе мяркуецца стабільная тэмпература паветра і выразнае рэха. Рэальныя сістэмы могуць таксама прымяняць тэмпературную кампенсацыю, фільтрацыю сігналу, выяўленне парога, каліброўку і асерадненне некалькіх выбарак.
Ядром многіх ультрагукавых пераўтваральнікаў далёкасці з'яўляецца п'езаэлектрычны керамічны элемент, прымацаваны да металічнай дыяфрагмы або рэзаніруючай пласціны. Зборка можа таксама ўключаць у сябе рэзанатар, акустычны корпус, клемы, дэмпфуючы матэрыял, ахоўную сетку і кампаненты для ахоўнай герметызацыі.
Калі на п'езаэлектрычную кераміку падаецца пераменнае электрычнае напружанне, матэрыял пашыраецца і сціскаецца. Гэтая механічная дэфармацыя прымушае дыяфрагму вібраваць і выпраменьваць ультрагукавыя хвалі ў паветра.
Падчас прыёму адбываецца зваротны п'езаэлектрычны працэс. Ультрагукавыя хвалі ціску, якія вяртаюцца, вібруюць дыяфрагму і п'езаэлектрычны элемент, ствараючы невялікі электрычны сігнал, які можа быць узмоцнены і апрацаваны прыёмнай схемай.
Рэзанатар у форме варонкі або рога можа палепшыць перадачу акустычнай энергіі паміж п'езаэлектрычным элементам і навакольным паветрам. Яго геаметрыя таксама ўплывае на адчувальнасць, рэзанансную частату і дыяграму прамяня.
Важнае адрозненне: Ультрагукавы дыяпазон з паветранай сувяззю звычайна вымярае рэха, адлюстраванае ад паверхні мэты. Яго не варта блытаць з сістэмамі медыцынскай візуалізацыі або ультрагукавога неразбуральнага кантролю, прызначанымі для перадачы гуку праз вадкасці або цвёрдыя матэрыялы.
Ультрагукавая сістэма дальнасці можа выкарыстоўваць асобныя перадатчык і прыёмнік або адзін прыёмаперадатчык, які па чарзе перадаецца і прымае.
| Канфігурацыя | Метад працы | Тыповыя перавагі | Меркаванні па дызайне |
|---|---|---|---|
| Асобныя перадатчык і прыёмнік | Адзін пераўтваральнік бесперапынна або з перапынкамі перадае, а другі прымае рэха. | Асобныя шляхі перадачы і прыёму, гнуткая схема і адсутнасць неабходнасці пераключаць адзін элемент паміж рэжымамі. | Неабходна кантраляваць адлегласць паміж датчыкамі, выраўноўванне, акустычную сувязь і прамыя перакрыжаваныя перашкоды паміж перадатчыкам і прымачом. |
| Адзіны ультрагукавы прыёмаперадатчык | Адзін элемент перадае імпульс, а затым пераходзіць у рэжым прыёму. | Кампактная механічная канструкцыя і больш лёгкае выраўноўванне паміж перадаючай і прымаючай восямі. | Сістэма павінна пачакаць, пакуль механічны звон затухне, перш чым выяўляць рэха з блізкай адлегласці. |
| Скразная прамянёвая пара | Перадатчык і прыёмнік сутыкаюцца адзін з адным, і сістэма вызначае, калі аб'ект перарывае гукавы шлях. | Хуткая рэакцыя і надзейнае выяўленне празрыстых плёнак, бутэлек і аб'ектаў, якія хутка рухаюцца. | Гэтая канфігурацыя ў першую чаргу вызначае прысутнасць, а не разлічвае адлегласць да мэты, якая адлюстроўвае святло. |
У наступнай табліцы захаваны прыклад параметраў ультрагукавога перадатчыка і прымача 40 кГц з арыгінальнай старонкі. Гэтыя значэнні не варта разглядаць як універсальныя характарыстыкі для кожнага ультрагукавога датчыка. Заўсёды пацвярджайце канчатковы нумар дэталі, умовы выпрабаванняў і тэхнічны ліст прадукту перад распрацоўкай схемы прывада або зацвярджэннем вытворчага кампанента.
| спецыфікацыі | Прыклад значэння |
|---|---|
| Цэнтральная частата | 40 ± 1,0 кГц |
| Узровень гукавога ціску перадачы | 100 дБ мінімум |
| Прыёмная адчувальнасць | -72 дБ мінімум |
| Адчувальнасць да рэха | ≥230 мВ |
| Час званка | 1,2 мс максімум |
| Ёмістасць на 1 кГц | 2400 пФ ±20% |
| Максімальнае бесперапыннае напружанне кіравання | 20 срэбраквадратычнага значэння |
| Агульны вугал пучка | 47° тыповы пры −6 дБ |
| Час распаду | ≤1,2 мс |
| Працоўная тэмпература | ад -30°C да +80°C |
| Тэмпература захоўвання | ад -30°C да +80°C |
Структура і памеры ультрагукавога пераўтваральніка дыяпазону
Пара ультрагукавога перадатчыка і прыёмніка 40 кГц
Прадукцыйнасць ультрагукавога дыяпазону залежыць ад пераўтваральніка, схемы прывада, схемы прыёму, алгарытму апрацоўкі сігналу, мэты і асяроддзя ўстаноўкі. Наступныя параметры варта ацэньваць разам, а не паасобку.
Цэнтральная частата - гэта частата, на якой пераўтваральнік прызначаны для эфектыўнай працы. Для ультрагукавога пераўтваральніка з намінальнай частатой 40 кГц схема перадачы звычайна стварае ўсплёск, блізкі да 40 кГц, у той час як прыёмнік фільтруецца ў аналагічным дыяпазоне частот.
Занадта далёкае ад'езд ад рэзананснай вобласці можа паменшыць перадаваную акустычную энергію і адчувальнасць прыёму. Допуск кампанентаў, тэмпература, мацаванне і канструкцыя корпуса таксама могуць змяніць эфектыўную рэакцыю.
Узровень гукавога ціску перадачы паказвае сілу ультрагукавога выхаду пры вызначаных умовах выпрабаванняў. Больш высокае значэнне можа падтрымліваць мацнейшыя рэха-сігналы або большыя адлегласці зандзіравання, але вынік залежыць ад напружання прывада, частаты, формы хвалі, адлегласці вымярэння і тэставай прылады.
Значэнні гукавога ціску варта параўноўваць, толькі калі ў тэхнічных табліцах выкарыстоўваюцца эквівалентныя ўмовы вымярэння.
Адчувальнасць прыёму апісвае, наколькі эфектыўна прыёмнік пераўтварае ўваходны ультрагукавы ціск у электрычны сігнал. Больш высокая адчувальнасць можа палепшыць выяўленне слабога рэха, але поўная сістэма таксама залежыць ад шуму ўзмацняльніка, прапускной здольнасці фільтра, узмацнення, налад парога і электрамагнітных перашкод.
Адчувальнасць да рэха ўяўляе атрыманы сігнал, атрыманы пры вызначанай мэты і тэставай схеме. Карысная сістэма дыяпазону павінна адрозніваць сапраўднае рэха ад электрычнага шуму, механічнай вібрацыі, прамой акустычнай сувязі і другасных адлюстраванняў.
Аўтаматычнае рэгуляванне ўзмацнення, паласавая фільтрацыя, выяўленне агінаючай, апрацоўка карэляцыі і адаптыўныя парогі могуць быць выкарыстаны для паляпшэння распазнавання рэха.
Пасля заканчэння перадачы ўсплёску пераўтваральнік і механічная структура працягваюць ненадоўга вібраваць. Гэтая рэшткавая вібрацыя называецца звонкай або паніжанай.
Падчас гэтага перыяду аднаўлення блізкае рэха-мішэнь можа быць схавана нашмат мацнейшым рэшткавым сігналам перадачы. Адпаведная мінімальная адлегласць, якую можна вымераць, называецца зонай сляпой зоны , мёртвай або мінімальнай адлегласцю адчування.
Больш кароткі час званка звычайна падтрымлівае меншыя мінімальныя адлегласці выяўлення, хоць канчатковая сляпая зона таксама залежыць ад аднаўлення ланцуга, напружання перадатчыка, дэмпфавання, налад парога і метадаў апрацоўкі сігналу.
Ультрагукавой пераўтваральнік не стварае бясконца вузкі прамы прамень. Ён выпраменьвае акустычную энергію праз трохмерны гукавы конус, які змяшчае галоўную пялёстку і меншыя бакавыя пялёсткі.
Больш шырокі прамень можа выяўляць аб'екты на большай плошчы, але таксама можа атрымліваць непажаданыя адлюстраванні ад бліжэйшых сцен, кранштэйнаў, труб або паверхняў ашалёўкі. Больш вузкі прамень забяспечвае лепшую селектыўнасць накіраванасці, але патрабуе больш дакладнага выраўноўвання датчыка.
П'езаэлектрычны ультрагукавой пераўтваральнік паводзіць сябе ў асноўным як ёмістная электрычная нагрузка. Яго ёмістасць уплывае на ток драйвера, узгадненне імпедансу, страты пры пераключэнні і канструкцыю рэзананснай схемы.
Прыкладзенае напружанне павінна заставацца ў намінальных межах бесперапыннага і імпульснага прывада пераўтваральніка. Празмернае напружанне прывада можа прывесці да перагрэву, дэпалярызацыі, механічных пашкоджанняў або скарачэння тэрміну службы.
Тэмпература ўплывае на хуткасць гуку, п'езаэлектрычныя характарыстыкі, рэзананс, адчувальнасць, клейкія матэрыялы і электронныя кампаненты. Пацвердзіце як дыяпазон працоўных тэмператур, так і дыяпазон тэмператур захоўвання для фактычнай мадэлі датчыка.
Тэмпература з'яўляецца адной з найбольш важных зменных навакольнага асяроддзя, таму што яна змяняе хуткасць гуку. Звычайна выкарыстоўванае набліжэнне для сухога паветра пры нармальных атмасферных умовах:
Хуткасць гуку ≈ 331,3 + (0,606 × Тэмпература ў °C) м/с
Сістэма, якая заўсёды мяркуе 343 м/с, можа выклікаць памылку вымернай адлегласці пры змене фактычнай тэмпературы. Для прыкладанняў, якія патрабуюць стабільнай абсалютнай дакладнасці, размесціце датчык тэмпературы каля акустычнага шляху і абнавіце разлік хуткасці гуку.
Буйныя цэлі звычайна вяртаюць больш акустычнай энергіі, чым маленькія цэлі. Мэта, якая вузейшая за актыўны гукавы конус, можа выклікаць слабое рэха або дазволіць датчыку выявіць большы аб'ект за ёй.
Значэнні максімальнага дыяпазону звычайна вымяраюцца з дапамогай вызначанай плоскай эталоннай мэты. Практычны дыяпазон для невялікіх правадоў, вузкіх труб, выгнутых прадметаў або дэталяў няправільнай формы можа быць меншым.
Плоская гладкая мішэнь забяспечвае наймацнейшую аддачу, калі яе паверхня прыблізна перпендыкулярная восі датчыка. Калі паверхня нахіленая, большая частка акустычнай энергіі можа адбівацца ад прымача.
Шурпатыя паверхні рассейваюць гук у розных напрамках і могуць вытрымліваць большыя вуглавыя змены, але вяртаемая энергія можа быць менш прадказальнай.
Цвёрдыя паверхні, такія як метал, шкло, цвёрды пластык, дрэва, і спакойныя вадкія паверхні часта ствараюць карысныя адлюстраванні. Мяккія, порыстыя або кудзелістыя матэрыялы, такія як пенапласт, тоўстая тканіна, бавоўна і друзлая ізаляцыя, могуць паглынаць ультрагукавую энергію і памяншаць далёкасць выяўлення.
Празрыстыя аб'екты часта можна выявіць, таму што ультрагук не залежыць ад бачнай празрыстасці. Тым не менш, гладкая шкляная або пластыкавая паверхня па-ранейшаму патрабуе падыходнага вугла, каб адлюстроўваць гук назад да датчыка.
Аб'екты, размешчаныя ўнутры названай сляпой зоны, не могуць быць надзейна вымераныя. Датчык можа паведаміць аб адсутнасці мэты, нестабільным значэнні або ілжывай адлегласці ў выніку звону і ўнутраных адлюстраванняў.
Устаноўка павінна трымаць бліжэйшую чаканую мэту за межамі мінімальнай адлегласці зандзіравання, названай у канчатковым тэхнічным табліцы датчыка або модуля.
Моцны паветраны паток можа змяніць эфектыўны гукавы шлях, у той час як хутка зменлівыя тэмпературныя градыенты могуць выгнуць акустычную хвалю або змяніць хуткасць яе распаўсюджвання па шляху вымярэння.
Пазбягайце мантажу дакладнага датчыка далёкасці непасрэдна побач з выхадамі гарачага паветра, вентылятарамі астуджэння, паравымі адтулінамі або крыніцамі цяпла з хуткімі ваганнямі.
Умераная вільготнасць звычайна аказвае меншы ўплыў, чым тэмпература, але вільгаць можа ўплываць на акустычнае згасанне і працу датчыка. Кроплі вады, кандэнсат, лёд або забруджванне на пярэдняй частцы пераўтваральніка могуць блакаваць або скажаць гукавы шлях.
Пры прымяненні на адкрытым паветры або пры высокай вільготнасці варта выкарыстоўваць належным чынам герметычны або воданепранікальны ультрагукавы пераўтваральнік, а не меркаваць, што датчык адкрытага тыпу абаронены ад навакольнага асяроддзя.
Сцены, мантажныя кранштэйны, ахоўныя крышкі, краю бака і рамы машын могуць вяртаць непажаданае рэха. Гэтыя водбліскі могуць з'яўляцца да або пасля запланаванага рэха-мішэні і выклікаць памылковыя вымярэнні.
Трымайце асноўны гукавы конус чыстым і правярайце ўсю зборку датчыка ў канчатковым корпусе, а не ацэньвайце толькі голы пераўтваральнік.
Калі некалькі ультрагукавых датчыкаў працуюць блізка адзін да аднаго, адзін прымач можа выявіць імпульс, перададзены іншым датчыкам. Гэта называецца акустычнай перакрыжаванай перашкодай і можа выклікаць няправільныя паказанні адлегласці.
Каб паменшыць перашкоды, выкарыстоўвайце сінхранізаваны запуск, паслядоўнае вымярэнне, належны інтэрвал, фізічную акустычную ізаляцыю або метады кадаванай перадачы.
Выкарыстоўвайце тэмпературную кампенсацыю. Вымерайце тэмпературу паветра каля акустычнага шляху і абнавіце разлік хуткасці гуку.
Трымайце мэту па-за сляпой зоны. Праверце мінімальную адлегласць вымярэння пры рэальным напрузе прывада і ўмовах ланцуга.
Правільна выраўнуйце мішэнь. Размясціце гладкія плоскія мішэні як мага бліжэй да перпендыкуляра да восі датчыка.
Трымайце гукавы конус чыстым. Не дапускайце траплення кранштэйнаў, вечкаў і сценак агароджы ў поле выяўлення.
Выкарыстоўвайце паласавую фільтрацыю. Адфільтруйце рабочую частату пераўтваральніка, каб паменшыць шырокапалосны электрычны і акустычны шум.
Ужывайце лічбавае асерадненне або медыянную фільтрацыю. Шматразовыя вымярэнні могуць паменшыць выпадковы шум і адхіліць ізаляваныя выкіды.
Кантроль часу перадатчыка. Дайце дастаткова часу, каб папярэдняе рэха знікла перад адпраўкай новага імпульсу.
Сінхранізацыя некалькіх датчыкаў. Уключайце датчыкі паслядоўна або выкарыстоўвайце кантраляваны метад сінхранізацыі, каб паменшыць крыжаваныя перашкоды.
Адкалібруйце ўсю зборку. Праверце датчык, корпус, мантажную канструкцыю і электроніку разам на вядомых адлегласцях.
Праверце рэпрэзентатыўныя мэты. Праверце прадукцыйнасць, выкарыстоўваючы фактычны памер аб'екта, матэрыял, кут, хуткасць і ўмовы навакольнага асяроддзя.
Ультрагукавыя датчыкі адкрытага тыпу звычайна выкарыстоўваюць металічны корпус з адкрытым акустычным адтулінай. Іх звычайна выбіраюць для ўнутранай электронікі, распрацоўных плат, робатаў, выяўлення аб'ектаў і недарагіх сістэм вымярэння адлегласці.
Яны могуць забяспечваць эфектыўную акустычную перадачу, але звычайна не прызначаны для прамога ўздзеяння дажджу, пырскаў вады, кандэнсату або моцнага забруджвання, калі не пазначана іншае.
Воданепранікальныя або ўстойлівыя да надвор'я ультрагукавыя пераўтваральнікі выкарыстоўваюць герметычную пярэднюю паверхню і ахоўны корпус. Яны падыходзяць для аўтамабільных сістэм паркоўкі, вонкавага абсталявання, вымярэнняў узроўню вадкасці, прадуктаў бяспекі і прамысловага прымянення, якое падвяргаецца ўздзеянню пылу і вільгаці.
Ахоўная канструкцыя змяняе акустычную рэакцыю, таму воданепранікальная мадэль павінна быць падабрана з адпаведнай частатой перадачы, напругай і прыёмнай ланцугом.
Інтэграваны ультрагукавы модуль дальнасці аб'ядноўвае адзін або некалькі пераўтваральнікаў з перадаючай электронікай, узмацненнем прыёму, апрацоўкай сігналу і лічбавым або аналагавым выхадным інтэрфейсам.
Модулі спрашчаюць распрацоўку сістэмы, але забяспечваюць меншы кантроль над унутранай формай сігналу, узмацненнем і алгарытмам выяўлення, чым карыстальніцкая схема на аснове пераўтваральніка.
Больш высокачашчынныя ультрагукавыя датчыкі маюць меншую даўжыню хвалі і могуць падтрымліваць выяўленне дробных функцый або больш спецыялізаваныя вымярэнні. Аднак больш высокачашчынны гук звычайна мацней саслабляецца ў паветры, што можа паменшыць практычны дыяпазон адчування.
Частата павінна выбірацца ў адпаведнасці з дыяпазонам, памерам мэты, дазволам, дыяметрам пераўтваральніка, згасаннем навакольнага асяроддзя і прапускной здольнасцю сістэмы, а не меркаваць, што большая частата заўсёды лепш.
| Перавагі | Абмежаванні |
|---|---|
| Бескантактавае вымярэнне адлегласці і прысутнасці | Мае мінімальную адлегласць адчування або сляпую зону |
| Можа выявіць мноства празрыстых, цёмных і святлоадбівальных аб'ектаў | Мяккія або кіпрыя матэрыялы могуць паглынаць гук |
| Працуе без бачнай падсветкі | Гладкія нахіленыя мэты могуць адлюстроўваць рэха |
| Можа вымяраць узровень вадкасці без кантакту з вадкасцю | Пена, хвалі, турбулентнасць або пар могуць знізіць надзейнасць |
| Эканамічна эфектыўны для прымянення малога і сярэдняга радыусу дзеяння | Для дакладнага вызначэння дыяпазону можа спатрэбіцца тэмпературная кампенсацыя |
| Даступныя як адкрытыя, воданепранікальныя, высокачашчынныя і інтэграваныя мадэлі | Некалькі датчыкаў могуць перашкаджаць адзін аднаму |
| Падыходзіць для кампактных і інтэграваных электронных сістэм | Канструкцыі паблізу могуць ствараць другасныя адлюстраванні |
Ні адна тэхналогія зандзіравання не з'яўляецца ідэальнай для кожнага прымянення. Адпаведны выбар залежыць ад мэты, неабходнай далёкасці, хуткасці рэагавання, разрознасці, умоў асвятлення, ўздзеяння навакольнага асяроддзя і кошту сістэмы.
| параўнання | Ультрагукавы датчык | Інфрачырвоны або фотаэлектрычны датчык | LiDAR або лазерны датчык адлегласці |
|---|---|---|---|
| Прынцып вымярэння | Гук часу палёту | Адбітае або перарывістае святло | Лазернае або аптычнае час палёту |
| Мэтавая адчувальнасць да колеру | У цэлым нізкі | Можа быць значным | Залежыць ад аптычнага адлюстравання |
| Празрыстае выяўленне мэты | Часта эфектыўны з прыдатным вуглом цэлі | Можа спатрэбіцца спецыяльны аптычны датчык | Можа быць складана для празрыстых матэрыялаў |
| Памер пучка | Адносна шырокі гукавы конус | Звычайна больш вузкія | Вельмі вузкая кропка або сканіруючы прамень |
| Хуткасць водгуку | Абмежаваны часам у шляху гуку | Наогул хутка | Наогул хутка |
| Галоўны клопат аб навакольным асяроддзі | Тэмпература, паток паветра, паглынанне і акустычныя адлюстраванні | Навакольнае святло, пыл, колер і аптычнае забруджванне | Аптычнае забруджванне, адбівальная здольнасць, туман і кошт |
| Тыповая трываласць | Надзейнае бескантактавае выяўленне разнастайных матэрыялаў | Хуткае выяўленне аб'ектаў і дакладныя светлавыя плямы | Вялікі радыус дзеяння, вузкі прамень і высокая прасторавая дакладнасць |
Мабільныя робаты, аўтаматызаваныя транспартныя сродкі, сэрвісныя робаты і адукацыйныя платформы выкарыстоўваюць ультрагукавыя датчыкі для выяўлення сцен, абсталявання, людзей і іншых перашкод без фізічнага кантакту.
Воданепранікальныя ультрагукавыя датчыкі, устаноўленыя ў бамперах аўтамабіляў, вымяраюць адлегласць да бліжэйшых перашкод і падтрымліваюць сістэмы папярэджання аб паркоўцы, манеўраванне на нізкай хуткасці і сігналы аб блізкасці.
Ультрагукавой датчык ўзроўню, накіраваны ўніз, вымярае адлегласць ад датчыка да паверхні вадкасці. Кантролер можа разлічыць астатнюю вышыню вадкасці, калі вядомыя памеры бака і становішча датчыка.
Пена, пар, мяшанне, нахіленыя паверхні вадкасці і ўнутраныя канструкцыі рэзервуараў павінны быць ацэнены падчас выпрабаванняў прымянення.
Ультрагукавыя датчыкі могуць выяўляць прадукты на канвеерах, кантраляваць вышыню штабеляў, пацвярджаць наяўнасць кампанентаў, падлічваць ёмістасці і выяўляць празрыстыя бутэлькі або плёнкі, якія могуць быць складанымі для стандартных аптычных датчыкаў.
Ультрагукавое выяўленне можа ідэнтыфікаваць рух або прысутнасць каля дзвярэй, уваходаў, забароненых зон і сістэм сігналізацыі, не патрабуючы бачнага асвятлення.
Ультрагукавыя датчыкі блізкага радыусу дзеяння могуць вымяраць адлегласць паміж беспілотнікам і зямлёй падчас завісання або прызямлення на невялікай вышыні. Неабходна ўлічваць паветраны паток ротара, кут паверхні, траву і гукавыя перашкоды.
Ультрагукавое вызначэнне блізкасці можа быць убудавана ў раздазатары, бытавую тэхніку, панэлі кіравання, смеццевыя бакі і іншыя прадукты, якія патрабуюць бессэнсарнай актывацыі або кантролю ўзроўню.
Выбар падыходнага ультрагукавога датчыка патрабуе не толькі выбару частаты. Прадстаўце пастаўшчыку поўныя ўмовы прымянення, каб акустычную, электрычную і механічную канструкцыю можна было ацаніць разам.
| Выбар пункта | Пытанні для пацверджання |
|---|---|
| Дыяпазон вымярэнняў | Якія мінімальная і максімальная дыстанцыі да мэты? |
| Мэтавая | Які матэрыял, памер, форма, кут і хуткасць перамяшчэння мэты? |
| Частата | Ці падыходзіць 40 кГц патрабаванаму дыяпазону і памеру мэты? |
| Кут прамяня | Патрабуецца шырокая зона выяўлення або вузкі накіраваны прамень? |
| Асяроддзе | Ці сутыкнецца датчык з дажджом, кандэнсатам, пылам, хімікатамі, ветрам або экстрэмальнымі тэмпературамі? |
| Дакладнасць і дазвол | Якую памылку вымярэнняў і паўтаральнасць можа прыняць прыкладанне? |
| Час водгуку | Як хутка сістэма павінна выявіць або адсочваць мэту? |
| Электрычны інтэрфейс | Ці патрабуецца голы пераўтваральнік, пара перадатчык-прыёмнік, аналагавы выхад або лічбавы модуль? |
| Схема прывада | Якое напружанне, форма ўсплёску сігналу, узмацняльнік і архітэктура прымача будуць выкарыстоўвацца? |
| Механічная канструкцыя | Які дыяметр, вышыня, тэрмінал, кабель, раз'ём і спосаб мацавання неабходныя? |
| Колькасць і налада | Якая колькасць прататыпа, гадавы аб'ём і індывідуальныя патрабаванні да прадукцыйнасці? |
Трымайце ўвесь гукавы конус далей ад сценак корпуса і мантажных кранштэйнаў.
Не закрывайце акустычную адтуліну звычайным пластыкам, тоўстай тканінай або непрыдатнай сеткай.
Трымайце бліжэйшую мэту за межамі вызначанай мёртвай зоны.
Выраўнуйце гладкія мішэні як мага бліжэй да перпендыкуляра да восі зандзіравання.
Выкарыстоўвайце вібраізаляцыю, калі датчык усталяваны побач з рухавікамі, помпамі або механічнымі прывадамі.
Трымайце моцнаточныя камутацыйныя сляды і шумныя ланцугі харчавання далей ад уваходу прымача.
Выкарыстоўвайце адпаведнае зазямленне, экранаванне і фільтрацыю для слабых рэха-сігналаў.
Не дапускайце назапашвання вады, лёду, алею або моцных забруджванняў на паверхні пераўтваральніка.
Паслядоўна запускайце суседнія ультрагукавыя датчыкі, каб паменшыць акустычныя перашкоды.
Адкалібруйце і праверце датчык пасля яго ўстаноўкі ў корпусе канчатковага прадукту.
Manorshi забяспечвае ультрагукавыя прадукты адкрытага тыпу, воданепранікальныя, высокачашчынныя, сістэмы дапамогі пры паркоўцы і датчыкі ўзроўню для вытворцаў, распрацоўшчыкаў электронікі і пастаўшчыкоў прамысловага абсталявання.
Даступныя параметры ацэнкі могуць уключаць цэнтральную частату, узровень гукавога ціску, адчувальнасць прыёму, вугал прамяня, ёмістасць, час званка, працоўную тэмпературу, памеры корпуса, клемы, правады і абарону навакольнага асяроддзя.
Паглядзець 40 кГц воданепранікальны ультрагукавы перадатчык і прыёмнік або прагледзець поўны Дыяпазон ультрагукавых датчыкаў Manorshi.
Для новага прымянення ўкажыце неабходны дыяпазон вымярэнняў, мэтавы матэрыял, працоўнае асяроддзе, напружанне сілкавання, вугал прамяня, памеры, гадавы аб'ём і чаканы аб'ём вытворчасці. Звяжыцеся з Manorshi , каб абмеркаваць выбар датчыка, узоры або індывідуальныя патрабаванні да ультрагукавога датчыка.
Ультрагукавы датчык - гэта бескантактавы прыбор, які выпраменьвае ультрагукавы імпульс, выяўляе адлюстраванае рэха і вылічвае адлегласць да мэты па часе праходжання гуку туды і назад.
Асноўная формула: адлегласць = час рэха × хуткасць гуку ÷ 2 . Разлік дзеліцца на два, таму што вымераны час уключае выхад да мэты і зваротны шлях да прымача.
Сорак кілагерц забяспечвае практычны баланс паміж памерам пераўтваральніка, акустычнай магутнасцю, аслабленнем паветра, даступнасцю кампанентаў і выяўленнем на кароткіх і сярэдніх дыяпазонах. Гэта распаўсюджана, але не падыходзіць для ўсіх прыкладанняў.
Ультрагукавы пераўтваральнік - гэта электрамеханічны кампанент, які пераўтварае электрычную энергію ў ультрагук або ультрагук у электрычны сігнал. Ультрагукавы датчык можа адносіцца да пераўтваральніка ў адзіночку або да поўнага модуля, які змяшчае пераўтваральнік, драйвер, прыёмнік і электроніку апрацоўкі сігналаў.
Сляпая зона - гэта мінімальная вобласць перад датчыкам, дзе немагчыма дакладнае вымярэнне адлегласці. У асноўным гэта выклікана звонам пераўтваральніка, часам аднаўлення ланцуга і моцным перададзеным сігналам, які маскіруе блізкае рэха.
Тэмпература змяняе хуткасць гуку ў паветры. Калі пры разліку выкарыстоўваецца фіксаваная хуткасць гуку, а фактычная тэмпература змяняецца, заяўленая адлегласць будзе ўтрымліваць прапарцыйную памылку. Тэмпературная кампенсацыя павышае абсалютную дакладнасць.
так. Ультрагукавое зандзіраванне не залежыць ад адлюстравання бачнага святла, таму яно можа выяўляць шмат празрыстых матэрыялаў. Аднак гладкая празрыстая паверхня павінна быць размешчана пад адпаведным вуглом, каб акустычнае рэха вярталася ў прыёмнік.
Выяўленне можа быць магчымым, але мяккія, порыстыя і кудзелістыя матэрыялы могуць паглынаць ультрагукавую энергію і ствараць слабыя рэха. Эфектыўны дыяпазон павінен быць правераны з выкарыстаннем фактычнага матэрыялу, таўшчыні і стану паверхні.
так. Датчык, усталяваны над ёмістасцю, можа вымяраць адлегласць да паверхні вадкасці, не дакранаючыся вадкасці. Спакойныя паверхні звычайна даюць лепшыя вынікі, чым успененыя, турбулентныя, нахіленыя або моцна пакрытыя парай паверхні.
Колер мішэні звычайна практычна не ўплывае, таму што ультрагукавыя датчыкі выкарыстоўваюць гук, а не бачнае святло. Кут паверхні, цвёрдасць, памер, тэкстура і гукапаглынанне звычайна больш важныя.
Цемра не ўплывае на ультрагукавое зандзіраванне. Умераная запыленасць або туман можа мець меншы ўплыў, чым на аптычныя датчыкі, але моцны пыл, кроплі вады, кандэнсат або матэрыял, які пакрывае асабовую частку пераўтваральніка, усё роўна могуць знізіць прадукцыйнасць.
Не. Ультрагукавы гук - гэта механічная хваля, для распаўсюджвання якой патрэбна такая асяроддзе, як паветра, газ, вадкасць або цвёрдае рэчыва. Звычайны ультрагукавы датчык з паветранай сувяззю не можа працаваць у вакууме.
Агульныя прычыны ўключаюць мішэнь у сляпой зоне, слабае акустычнае адлюстраванне, цэль пад вуглом або рухомую цэль, рэха ад структуры паблізу, электрычны шум, змены тэмпературы, паток паветра, забруджванне пераўтваральніка і перашкоды ад іншых ультрагукавых датчыкаў.
Уключыце датчыкі паслядоўна і дайце дастаткова часу, каб кожны перададзены імпульс і яго рэха затухлі, перш чым актываваць наступны датчык. Сінхранізацыя, інтэрвал, акустычная ізаляцыя і кадзіраваныя сігналы таксама могуць паменшыць крыжаваныя перашкоды.
Выбірайце больш шырокі прамень, калі становішча мэты адрозніваецца або патрабуецца большая зона выяўлення. Выбірайце больш вузкі прамень, калі трэба выключыць бліжэйшыя аб'екты або патрабуецца больш накіраванае вымярэнне. Ацаніце поўную характарыстыку гукавога конуса, а не толькі адзін намінальны вугал.
Датчыкі адкрытага тыпу падыходзяць для выкарыстання ў абароненых памяшканнях і забяспечваюць эфектыўныя акустычныя характарыстыкі. Воданепранікальныя датчыкі лепш падыходзяць для аўтамабіляў, на адкрытым паветры, у асяроддзях з узроўнем вадкасці або высокай вільготнасцю. Правільны выбар залежыць ад уздзеяння навакольнага асяроддзя, дыяпазону і механічных патрабаванняў.
Пакажыце цэнтральную частату, дыяпазон вымярэння, падрабязную інфармацыю аб мішэні, неабходны вугал прамяня, SPL пры перадачы, адчувальнасць прыёму, напружанне прывада, тып ланцуга, працоўную тэмпературу, патрабаванні да воданепранікальнасці, памеры, спосаб мантажу, клемы, даўжыню кабеля, раз'ём, патрабаванні да сертыфікацыі і гадавы аб'ём заказу.
