ভিউ: 352 লেখক: সাইট এডিটর প্রকাশের সময়: 2020-05-22 মূল: সাইট
দৈনন্দিন উৎপাদন ও জীবনে, অতিস্বনক রেঞ্জিং সেন্সরগুলি গাড়ির বিপরীত রাডার, রোবট বাধা পরিহার, নির্মাণ পরিমাপ, তরল স্তর সনাক্তকরণ, ভাল গভীরতা পরিমাপ, পাইপলাইনের দৈর্ঘ্য পরিমাপ এবং অন্যান্য অ-যোগাযোগ দূরত্ব পরিমাপ অ্যাপ্লিকেশনের জন্য ব্যাপকভাবে ব্যবহৃত হয়।
মূল অতিস্বনক সেন্সর রেঞ্জিং পদ্ধতি হল সময়-অফ-ফ্লাইট পরিমাপ। সেন্সর একটি অতিস্বনক পালস নির্গত করে, একটি লক্ষ্য থেকে প্রতিফলিত প্রতিধ্বনি গ্রহণ করে, রাউন্ড-ট্রিপ সময় পরিমাপ করে এবং শব্দের গতি থেকে দূরত্ব গণনা করে।
সাধারণ অতিস্বনক রেঞ্জিং সিস্টেমগুলি সাধারণত একটি একক-চিপ মাইক্রোকম্পিউটার, এমবেডেড কন্ট্রোলার বা CPLD এর উপর ভিত্তি করে তৈরি হয়। যেই কন্ট্রোল প্ল্যাটফর্ম ব্যবহার করা হোক না কেন, মৌলিক নকশাকে প্রথমে অতিস্বনক ইকো রেঞ্জিং, শব্দের বেগ, তাপমাত্রার ক্ষতিপূরণ, অন্ধ অঞ্চল এবং লক্ষ্য প্রতিফলনের অবস্থা বুঝতে হবে।
একটি অতিস্বনক সেন্সর বৈদ্যুতিক সংকেতকে অতিস্বনক তরঙ্গে রূপান্তরিত করে এবং প্রাপ্ত অতিস্বনক প্রতিধ্বনিকে বৈদ্যুতিক সংকেতে রূপান্তরিত করে। অতিস্বনক তরঙ্গ হল যান্ত্রিক তরঙ্গ যার ফ্রিকোয়েন্সি 20kHz এর উপরে। তাদের শক্তিশালী দিকনির্দেশনা, ধীর শক্তি হ্রাস, এবং বায়ু, তরল বা কঠিন মিডিয়াতে অপেক্ষাকৃত দীর্ঘ প্রচার দূরত্ব রয়েছে।
যখন একটি অতিস্বনক তরঙ্গ একটি বাধা, ইন্টারফেস, তরল পৃষ্ঠ বা কঠিন লক্ষ্যে পৌঁছায়, তখন তরঙ্গের অংশটি প্রতিধ্বনি হিসাবে প্রতিফলিত হয়। গ্রহনকারী উপাদান এই প্রতিধ্বনি সনাক্ত করে এবং কন্ট্রোল সার্কিট পরিমাপ করা ভ্রমণের সময় থেকে দূরত্ব গণনা করে।
যেহেতু অতিস্বনক দূরত্ব পরিমাপ অ-যোগাযোগ, কম খরচে, এবং অনেক উপকরণের সাথে মানিয়ে নেওয়া যায়, এটি রিয়েল-টাইম প্রতিক্রিয়া, নির্ভুলতা, নির্ভরযোগ্যতা এবং মূল্যের মধ্যে একটি দরকারী ভারসাম্য প্রদান করে।
সবচেয়ে সাধারণ অতিস্বনক রেঞ্জিং পদ্ধতি হল রাউন্ড-ট্রিপ সময় সনাক্তকরণ পদ্ধতি, যাকে টাইম-অফ-ফ্লাইট বা ToF পরিমাপও বলা হয়। সেন্সর এক দিকে একটি অতিস্বনক পালস পাঠায় এবং সময় শুরু করে। যখন প্রতিধ্বনি ফিরে আসে, সিস্টেমটি সময় বন্ধ করে দেয় এবং একমুখী দূরত্ব গণনা করে।
যদি s সেন্সর এবং পরিমাপ করা লক্ষ্যের মধ্যে দূরত্ব হয়, t হল পরিমাপ করা রাউন্ড-ট্রিপ সময়, এবং v হল শব্দের প্রচারের গতি, দূরত্ব সূত্র হল:
s = v × t / 2
2 দ্বারা বিভাজন প্রয়োজনীয় কারণ অতিস্বনক পালস সেন্সর থেকে লক্ষ্যে ভ্রমণ করে এবং তারপর লক্ষ্য থেকে সেন্সরে ফিরে আসে। পরিমাপ করা সময় হল মোট রাউন্ড-ট্রিপ সময়, একমুখী ভ্রমণের সময় নয়।
উচ্চ-নির্ভুলতা অতিস্বনক দূরত্ব পরিমাপের জন্য, তাপমাত্রা ক্ষতিপূরণ গুরুত্বপূর্ণ কারণ বায়ুতে শব্দের গতি তাপমাত্রার সাথে পরিবর্তিত হয়। উষ্ণ বাতাস শব্দের বেগ বাড়ায়, যখন ঠান্ডা বাতাস তা হ্রাস করে।
একটি সাধারণভাবে ব্যবহৃত তাপমাত্রা ক্ষতিপূরণ সূত্র হল:
v = 331.4 + 0.607T
এই সূত্রে, T হল পরিবেষ্টিত তাপমাত্রা °C, এবং v হল m/s মধ্যে শব্দের গতি। তাপমাত্রা ক্ষতিপূরণ যোগ করা পরিমাপ ত্রুটি কমাতে পারে, বিশেষ করে বহিরঙ্গন, শিল্প, বা পরিবর্তনশীল-তাপমাত্রা পরিবেশে।
| পদ্ধতি | কিভাবে এটি কাজ করে | সর্বোত্তম ব্যবহার |
|---|---|---|
| ফ্লাইটের সময় পদ্ধতি | অতিস্বনক ট্রান্সমিশন এবং ইকো রিসেপশনের মধ্যে সময় পরিমাপ করে। | দূরত্ব পরিমাপ, বাধা সনাক্তকরণ, তরল স্তর পরিমাপ। |
| ফেজ সনাক্তকরণ পদ্ধতি | নির্গত এবং প্রাপ্ত তরঙ্গের মধ্যে পর্বের পার্থক্য থেকে দূরত্ব গণনা করে। | স্বল্প-পরিসর এবং উচ্চ-রেজোলিউশন পরিমাপ সিস্টেম। |
| ইকো প্রশস্ততা পদ্ধতি | প্রতিফলিত অতিস্বনক সংকেতের শক্তি বিশ্লেষণ করে। | লক্ষ্য সনাক্তকরণ, উপাদান প্রতিফলন বিশ্লেষণ, সংকেত গুণমান বিচার. |
| ফ্যাক্টর প্রভাবকে প্রভাবিত করার মূল কারণগুলি | পরিমাপ | অপ্টিমাইজেশান টিপের উপর |
|---|---|---|
| তাপমাত্রা | শব্দের গতি পরিবর্তন করে এবং দূরত্বের ত্রুটি ঘটায়। | নিয়ন্ত্রণ অ্যালগরিদমে তাপমাত্রা ক্ষতিপূরণ ব্যবহার করুন। |
| অন্ধ অঞ্চল | ট্রান্সডুসার বাজানোর কারণে খুব কাছাকাছি লক্ষ্যগুলি সঠিকভাবে সনাক্ত করা যায় না। | স্বল্প-পরিসর পরিমাপের জন্য একটি ছোট অন্ধ এলাকা অতিস্বনক সেন্সর চয়ন করুন। |
| লক্ষ্য কোণ | কোণীয় পৃষ্ঠগুলি রিসিভার থেকে দূরে প্রতিধ্বনি প্রতিফলিত করতে পারে। | সেন্সরটিকে লক্ষ্য পৃষ্ঠের যতটা সম্ভব লম্ব রাখুন। |
| লক্ষ্য উপাদান | নরম, ছিদ্রযুক্ত বা শব্দ-শোষণকারী উপাদান প্রতিধ্বনি শক্তি হ্রাস করে। | পণ্য যাচাইকরণের সময় প্রকৃত লক্ষ্য উপাদান পরীক্ষা করুন। |
| পরিবেশগত গোলমাল | অন্যান্য অতিস্বনক উত্স বা কম্পন মিথ্যা রিডিং হতে পারে. | ফিল্টারিং, শিল্ডিং এবং উপযুক্ত নমুনা লজিক ব্যবহার করুন। |
| জল, ধুলো এবং জারা | কঠোর পরিবেশ সেন্সর জীবন এবং সংকেত গুণমান কমাতে পারে। | প্রয়োজনে জলরোধী এবং জারা-প্রতিরোধী অতিস্বনক সেন্সর ব্যবহার করুন। |
একটি সাধারণ অতিস্বনক রেঞ্জিং কাঠামো একটি ট্রান্সমিটিং হেড এবং একটি রিসিভিং হেড ব্যবহার করে। ট্রান্সমিটার অতিস্বনক তরঙ্গ নির্গত করে এবং রিসিভার প্রতিফলিত প্রতিধ্বনি সনাক্ত করে। এই কাঠামো সহজ এবং অনেক সাধারণ দূরত্ব পরিমাপ অ্যাপ্লিকেশনের জন্য উপযুক্ত।
কিছু সিস্টেম একটি রিসিভিং হেড সহ একাধিক ট্রান্সমিটিং হেড ব্যবহার করে, বা একটি অ্যারেতে সাজানো একাধিক সেন্সর মডিউল ব্যবহার করে। এই নকশাটি সনাক্তকরণ কভারেজ উন্নত করতে পারে, অন্ধ দাগ কমাতে পারে এবং আরও জটিল পরিমাপ পরিস্থিতি যেমন রোবট নেভিগেশন বা মাল্টি-পয়েন্ট লিকুইড লেভেল সনাক্তকরণকে সমর্থন করতে পারে।
গাড়ি রিভার্সিং রাডার এবং পার্কিং সহায়তা ব্যবস্থা।
রোবট বাধা পরিহার এবং স্বয়ংক্রিয় নেভিগেশন.
ট্যাঙ্ক, পাত্রে এবং শিল্প সরঞ্জামে তরল স্তর পরিমাপ।
ভাল গভীরতা, পাইপলাইন দৈর্ঘ্য, এবং নির্মাণ সাইট পরিমাপ।
অটোমেশন সরঞ্জাম এবং উত্পাদন লাইন অবজেক্ট সনাক্তকরণ.
বহিরঙ্গন বা আর্দ্র পরিবেশে জলরোধী দূরত্ব সেন্সিং।
অতিস্বনক রেঞ্জিং সেন্সর জনপ্রিয় কারণ তারা অ-যোগাযোগ পরিমাপ সমর্থন করে, একটি সাধারণ কাজের নীতি রয়েছে এবং রঙ বা স্বচ্ছতা নির্বিশেষে অনেক কঠিন এবং তরল লক্ষ্য সনাক্ত করতে পারে। কিছু অপটিক্যাল বা লেজার পরিমাপ সমাধানের তুলনায় এগুলি সাশ্রয়ী-কার্যকর।
একটি ছোট-কোণ এবং ছোট-অন্ধ-জোন অতিস্বনক সেন্সর সহ, সিস্টেমটি কমপ্যাক্ট স্থানগুলিতে আরও সঠিক পরিমাপ অর্জন করতে পারে। জলরোধী এবং জারা-প্রতিরোধী ডিজাইনগুলি তরল স্তর, বহিরঙ্গন এবং শিল্প অ্যাপ্লিকেশনগুলিতে অতিস্বনক সেন্সরগুলিকে উপযোগী করে তোলে।
অতিস্বনক দূরত্ব পরিমাপের নীতি হল একটি লক্ষ্যের দিকে অতিস্বনক তরঙ্গ প্রেরণ করা, প্রতিফলিত প্রতিধ্বনি গ্রহণ করা, রাউন্ড-ট্রিপ সময় পরিমাপ করা এবং শব্দের গতি ব্যবহার করে দূরত্ব গণনা করা। মৌলিক সূত্র হল s = v × t/2.
আরও সঠিক অতিস্বনক পরিসরের জন্য, ডিজাইনারদের তাপমাত্রা ক্ষতিপূরণ, অন্ধ অঞ্চল, লক্ষ্য কোণ, উপাদান প্রতিফলন, পরিবেশগত শব্দ এবং সেন্সর ইনস্টলেশন বিবেচনা করা উচিত। সঠিক সেন্সর নির্বাচন এবং সংকেত প্রক্রিয়াকরণ বাস্তব অ্যাপ্লিকেশনে পরিমাপের স্থায়িত্ব উন্নত করতে পারে।
অতিস্বনক সেন্সর রেঞ্জিং পদ্ধতি একটি অতিস্বনক পালস পাঠিয়ে, প্রতিফলিত প্রতিধ্বনি গ্রহণ করে এবং শব্দ ভ্রমণের সময় থেকে দূরত্ব গণনা করে দূরত্ব পরিমাপ করে। একে অতিস্বনক টাইম-অফ-ফ্লাইট বা ইকো রেঞ্জিংও বলা হয়।
মৌলিক অতিস্বনক দূরত্ব সূত্র হল s = v × t / 2 । এই সূত্রে, s দূরত্ব, v শব্দের গতি এবং t হল অতিস্বনক পালসের পরিমাপ করা রাউন্ড-ট্রিপ সময়।
সেন্সর অতিস্বনক তরঙ্গ বস্তুতে ভ্রমণ এবং ফিরে আসার জন্য মোট সময় পরিমাপ করে। কারণ এটি একটি রাউন্ড ট্রিপ, সেন্সর এবং লক্ষ্যের মধ্যে একমুখী দূরত্ব পেতে ফলাফলটিকে 2 দ্বারা ভাগ করতে হবে৷
তাপমাত্রা বাতাসে শব্দের গতি পরিবর্তন করে। যদি তাপমাত্রা পরিবর্তিত হয় কিন্তু সিস্টেম এখনও একটি নির্দিষ্ট শব্দ বেগ ব্যবহার করে, গণনা করা দূরত্বে ত্রুটি থাকবে। তাপমাত্রা ক্ষতিপূরণ অতিস্বনক পরিসীমা নির্ভুলতা উন্নত করতে সাহায্য করে।
অন্ধ অঞ্চল হল সর্বনিম্ন দূরত্ব যেখানে সেন্সর নির্ভরযোগ্যভাবে পরিমাপ করতে পারে না। এটি সাধারণত ট্রান্সমিশনের পরে ট্রান্সডুসার বাজানোর কারণে ঘটে। স্বল্প-পরিসর সনাক্তকরণের জন্য, একটি ছোট অন্ধ এলাকা সহ একটি অতিস্বনক সেন্সর চয়ন করুন৷
নরম, ছিদ্রযুক্ত, শব্দ-শোষণকারী, খুব পাতলা, বা তীব্র কোণযুক্ত পৃষ্ঠগুলি প্রতিধ্বনি শক্তি হ্রাস করতে পারে। ফেনা, ফ্যাব্রিক এবং কোণীয় বস্তু দুর্বল বা অস্থির অতিস্বনক দূরত্ব রিডিং হতে পারে।
অতিস্বনক রেঞ্জিং সেন্সরগুলি সাধারণত পার্কিং সেন্সর, রোবট বাধা পরিহার, তরল স্তর পরিমাপ, শিল্প অটোমেশন, নির্মাণ পরিমাপ, পাইপলাইন সনাক্তকরণ এবং অ-যোগাযোগ দূরত্ব পরিমাপ সিস্টেমে ব্যবহৃত হয়।
