ការពន្យល់លម្អិតនៃវិធីសាស្រ្តជួរឧបករណ៍ចាប់សញ្ញា ultrasonic

វិធីសាស្ត្រកំណត់ឧបករណ៍ចាប់សញ្ញា Ultrasonic៖ គោលការណ៍ធ្វើការ រូបមន្ត និងកម្មវិធី

ក្នុងការផលិត និងជីវិតប្រចាំថ្ងៃ។ ឧបករណ៍ចាប់សញ្ញាជួរ ultrasonic ត្រូវបានគេប្រើយ៉ាងទូលំទូលាយសម្រាប់រ៉ាដាបញ្ច្រាសរថយន្ត ការជៀសវាងឧបសគ្គរបស់មនុស្សយន្ត ការវាស់វែងសំណង់ ការរកឃើញកម្រិតរាវ ការវាស់ជម្រៅអណ្តូង ការវាស់ប្រវែងបំពង់ និងកម្មវិធីវាស់ចម្ងាយដែលមិនទាក់ទងផ្សេងទៀត។

វិធីសាស្ត្រកំណត់ឧបករណ៍ចាប់សញ្ញា ultrasonic ស្នូលគឺជាការវាស់វែងពេលវេលានៃការហោះហើរ។ ឧបករណ៍ចាប់សញ្ញាបញ្ចេញជីពចរ ultrasonic ទទួលអេកូដែលឆ្លុះបញ្ចាំងពីគោលដៅ វាស់ពេលវេលាធ្វើដំណើរទៅមក និងគណនាចម្ងាយពីល្បឿនសំឡេង។

ប្រព័ន្ធជួរអ៊ុលត្រាសោនទូទៅជាធម្មតាផ្អែកលើមីក្រូកុំព្យូទ័រដែលមានបន្ទះឈីបតែមួយ ឧបករណ៍បញ្ជាដែលបានបង្កប់ ឬ CPLD ។ មិនថាវេទិកាត្រួតពិនិត្យណាមួយត្រូវបានប្រើប្រាស់នោះទេ ការរចនាជាមូលដ្ឋានត្រូវតែយល់ជាមុនអំពីជួរអេកូ ultrasonic ល្បឿនសំឡេង សំណងសីតុណ្ហភាព តំបន់ពិការភ្នែក និងលក្ខខណ្ឌនៃការឆ្លុះបញ្ចាំងគោលដៅ។

គោលការណ៍ការងារនៃជួរឧបករណ៍ចាប់សញ្ញា Ultrasonic

ឧបករណ៍ចាប់សញ្ញា ultrasonic បំប្លែងសញ្ញាអគ្គិសនីទៅជារលក ultrasonic ហើយបំលែងដែលបានទទួលនូវអេកូ ultrasonic ត្រឡប់ទៅជាសញ្ញាអគ្គិសនីវិញ។ រលក Ultrasonic គឺជារលកមេកានិចដែលមានប្រេកង់លើសពី 20kHz ។ ពួកវាមានទិសដៅខ្លាំង ការបាត់បង់ថាមពលយឺត និងចម្ងាយបន្តពូជយូរនៅក្នុងខ្យល់ រាវ ឬប្រព័ន្ធផ្សព្វផ្សាយរឹង។

នៅពេលដែលរលកអ៊ុលត្រាសោនឈានដល់ឧបសគ្គ ចំណុចប្រទាក់ ផ្ទៃរាវ ឬគោលដៅរឹង ផ្នែកនៃរលកត្រូវបានឆ្លុះបញ្ចាំងត្រឡប់មកវិញជាអេកូ។ ធាតុទទួលរកឃើញអេកូនេះហើយសៀគ្វីត្រួតពិនិត្យគណនាចម្ងាយពីពេលវេលាធ្វើដំណើរដែលបានវាស់។

ដោយសារតែការវាស់ចម្ងាយ ultrasonic គឺមិនទាក់ទង ការចំណាយទាប និងអាចសម្របខ្លួនទៅនឹងសម្ភារៈជាច្រើន វាផ្តល់នូវតុល្យភាពដ៏មានប្រយោជន៍រវាងការឆ្លើយតបតាមពេលវេលាជាក់ស្តែង ភាពត្រឹមត្រូវ ភាពជឿជាក់ និងតម្លៃ។

រូបមន្តវាស់ចម្ងាយអ៊ុលត្រាសោន

វិធីសាស្ត្រកំណត់ជួរអ៊ុលត្រាសោនទូទៅបំផុតគឺវិធីសាស្ត្ររកឃើញពេលធ្វើដំណើរជុំវិញ ដែលគេហៅផងដែរថា time-of-flight ឬ ការវាស់វែង ToF ។ ឧបករណ៍ចាប់សញ្ញាបញ្ជូនជីពចរ ultrasonic ក្នុងទិសដៅមួយ ហើយចាប់ផ្តើមកំណត់ពេលវេលា។ នៅពេលដែលអេកូត្រលប់មកវិញ ប្រព័ន្ធឈប់កំណត់ពេលវេលា និងគណនាចម្ងាយផ្លូវតែមួយ។

ប្រសិនបើ s ចម្ងាយរវាងឧបករណ៍ចាប់សញ្ញា និងគោលដៅដែលបានវាស់វែងនោះ t គឺជាពេលវេលាធ្វើដំណើរទៅមកដែលបានវាស់វែង ហើយ v គឺជាល្បឿននៃការសាយភាយសំឡេង រូបមន្តចម្ងាយគឺ៖

s = v × t / 2

ការបែងចែកដោយ 2 គឺចាំបាច់ព្រោះជីពចរ ultrasonic ធ្វើដំណើរពីឧបករណ៍ចាប់សញ្ញាទៅកាន់គោលដៅ ហើយបន្ទាប់មកត្រឡប់ពីគោលដៅទៅឧបករណ៍ចាប់សញ្ញា។ ពេលវេលាដែលបានវាស់វែងគឺជាពេលវេលាធ្វើដំណើរទៅមកសរុប មិនមែនជាពេលវេលាធ្វើដំណើរតែមួយជើងទេ។

សំណងសីតុណ្ហភាពសម្រាប់ជួរ Ultrasonic

សម្រាប់ការវាស់ចម្ងាយអ៊ុលត្រាសោនដែលមានភាពត្រឹមត្រូវខ្ពស់ សំណងសីតុណ្ហភាពមានសារៈសំខាន់ព្រោះល្បឿននៃសំឡេងនៅក្នុងខ្យល់ប្រែប្រួលជាមួយនឹងសីតុណ្ហភាព ខ្យល់ក្តៅបង្កើនល្បឿនសំឡេង ខណៈពេលដែលខ្យល់ត្រជាក់បន្ថយវា។

រូបមន្តសំណងសីតុណ្ហភាពដែលប្រើជាទូទៅគឺ៖

v = 331.4 + 0.607T

នៅក្នុងរូបមន្តនេះ T គឺជាសីតុណ្ហភាពព័ទ្ធជុំវិញក្នុង° C ហើយ v គឺជាល្បឿនសំឡេងក្នុង m/s ។ ការបន្ថែមសំណងសីតុណ្ហភាពអាចកាត់បន្ថយកំហុសក្នុងការវាស់វែង ជាពិសេសនៅក្នុងបរិយាកាសខាងក្រៅ ឧស្សាហកម្ម ឬសីតុណ្ហភាពអថេរ។

ទូទៅ Ultrasonic Ranging Methods

វិធីសាស្រ្ត	របៀបដែលវាដំណើរការ	ល្អបំផុត ការប្រើប្រាស់
វិធីសាស្រ្តនៃពេលវេលាហោះហើរ	វាស់ពេលវេលារវាងការបញ្ជូន ultrasonic និងការទទួលអេកូ។	ការវាស់ចម្ងាយ ការរកឃើញឧបសគ្គ ការវាស់កម្រិតរាវ។
វិធីសាស្រ្តរកឃើញដំណាក់កាល	គណនាចម្ងាយពីភាពខុសគ្នាដំណាក់កាលរវាងរលកដែលបញ្ចេញ និងទទួល។	ប្រព័ន្ធរង្វាស់ខ្នាតខ្លី និងគុណភាពបង្ហាញខ្ពស់។
វិធីសាស្រ្តនៃទំហំអេកូ	វិភាគភាពខ្លាំងនៃសញ្ញា ultrasonic ដែលឆ្លុះបញ្ចាំង។	ការរកឃើញគោលដៅ ការវិភាគការឆ្លុះបញ្ចាំងសម្ភារៈ ការវិនិច្ឆ័យគុណភាពសញ្ញា។

កត្តាសំខាន់ៗដែលជះឥទ្ធិពលដល់ប្រសិទ្ធភាព ភាពត្រឹមត្រូវនៃឧបករណ៍ចាប់សញ្ញា Ultrasonic

នៃ	លើ	ព័ត៌មានជំនួយការបង្កើនប្រសិទ្ធភាព ការវាស់វែង
សីតុណ្ហភាព	ផ្លាស់ប្តូរល្បឿនសំឡេង និងបណ្តាលឱ្យមានកំហុសពីចម្ងាយ។	ប្រើសំណងសីតុណ្ហភាពក្នុងក្បួនដោះស្រាយគ្រប់គ្រង។
តំបន់ពិការភ្នែក	គោលដៅជិតស្និទ្ធប្រហែលជាមិនត្រូវបានរកឃើញត្រឹមត្រូវទេ ដោយសារសំឡេងរោទ៍របស់ឧបករណ៍ប្តូរ។	ជ្រើសរើសឧបករណ៍ចាប់សញ្ញា ultrasonic តំបន់ពិការភ្នែកតូចមួយសម្រាប់ការវាស់វែងរយៈពេលខ្លី។
មុំគោលដៅ	ផ្ទៃដែលមានមុំអាចឆ្លុះបញ្ចាំងពីអេកូដែលនៅឆ្ងាយពីអ្នកទទួល។	រក្សាឧបករណ៍ចាប់សញ្ញាឱ្យកាត់កែងទៅនឹងផ្ទៃគោលដៅតាមដែលអាចធ្វើទៅបាន។
សម្ភារៈគោលដៅ	សមា្ភារៈទន់ ផុយស្រួយ ឬស្រូបសំឡេងកាត់បន្ថយភាពខ្លាំងនៃអេកូ។	សាកល្បងសម្ភារៈគោលដៅពិតប្រាកដកំឡុងពេលផ្ទៀងផ្ទាត់ផលិតផល។
សំលេងរំខានបរិស្ថាន	ប្រភព ultrasonic ឬរំញ័រផ្សេងទៀតអាចបណ្តាលឱ្យមានការអានមិនពិត។	ប្រើការត្រង ការការពារ និងតក្កវិជ្ជាគំរូសមស្រប។
ទឹក ធូលី និងច្រេះ	បរិស្ថានអាក្រក់អាចកាត់បន្ថយអាយុកាលរបស់ឧបករណ៍ចាប់សញ្ញា និងគុណភាពសញ្ញា។	ប្រើឧបករណ៍ចាប់សញ្ញា ultrasonic ដែលមិនជ្រាបទឹក និងធន់នឹងការ corrosion នៅពេលចាំបាច់។

ឧបករណ៍បញ្ជូនតែមួយ អ្នកទទួលតែមួយ និងការរចនាពហុក្បាល

រចនាសម្ព័ន្ធជួរ ultrasonic ទូទៅប្រើក្បាលបញ្ជូនមួយ និងក្បាលទទួលមួយ។ ឧបករណ៍បញ្ជូនបញ្ចេញរលក ultrasonic ហើយអ្នកទទួលរកឃើញអេកូដែលឆ្លុះបញ្ចាំង។ រចនាសម្ព័ន្ធនេះគឺសាមញ្ញ និងសមរម្យសម្រាប់កម្មវិធីវាស់ចម្ងាយទូទៅជាច្រើន។

ប្រព័ន្ធខ្លះប្រើក្បាលបញ្ជូនច្រើនជាមួយក្បាលទទួលតែមួយ ឬម៉ូឌុលឧបករណ៍ចាប់សញ្ញាច្រើនដែលរៀបចំក្នុងអារេមួយ។ ការរចនានេះអាចកែលម្អការគ្របដណ្តប់ការរាវរក កាត់បន្ថយចំណុចងងឹត និងគាំទ្រដល់សេណារីយ៉ូរង្វាស់ស្មុគស្មាញបន្ថែមទៀត ដូចជាការរុករកមនុស្សយន្ត ឬការរកឃើញកម្រិតរាវច្រើនចំណុច។

ការអនុវត្តឧបករណ៍ចាប់សញ្ញាជួរ Ultrasonic

• រ៉ាដាបញ្ច្រាសរថយន្ត និងប្រព័ន្ធជំនួយចតរថយន្ត។

• ការជៀសវាងឧបសគ្គរបស់មនុស្សយន្ត និងការរុករកដោយស្វ័យប្រវត្តិ។

• ការវាស់វែងកម្រិតរាវនៅក្នុងធុង ធុង និងឧបករណ៍ឧស្សាហកម្ម។

• ជម្រៅអណ្តូង ប្រវែងបំពង់ និងការវាស់វែងទីតាំងសំណង់។

• ការរកឃើញវត្ថុនៅក្នុងឧបករណ៍ស្វ័យប្រវត្តិកម្ម និងខ្សែផលិតកម្ម។

• វាស់ចម្ងាយមិនជ្រាបទឹកក្នុងបរិយាកាសខាងក្រៅ ឬសើម។

គុណសម្បត្តិនៃជួរឧបករណ៍ចាប់សញ្ញា Ultrasonic

ឧបករណ៍ចាប់សញ្ញាជួរ Ultrasonic មានប្រជាប្រិយភាព ព្រោះវាគាំទ្រការវាស់វែងមិនទាក់ទង មានគោលការណ៍ការងារសាមញ្ញ និងអាចរកឃើញគោលដៅរឹង និងរាវជាច្រើនដោយមិនគិតពីពណ៌ ឬតម្លាភាព។ ពួកវាក៏មានប្រសិទ្ធភាពចំណាយផងដែរបើប្រៀបធៀបជាមួយនឹងដំណោះស្រាយការវាស់វែងអុបទិក ឬឡាស៊ែរមួយចំនួន។

ជាមួយនឹងឧបករណ៍ចាប់សញ្ញា ultrasonic តំបន់ពិការភ្នែកតូច និងមុំតូច ប្រព័ន្ធអាចសម្រេចបាននូវការវាស់វែងត្រឹមត្រូវបន្ថែមទៀតនៅក្នុងចន្លោះតូច។ ការរចនាដែលមិនជ្រាបទឹក និងធន់នឹងការ corrosion ក៏ធ្វើឱ្យឧបករណ៍ចាប់សញ្ញា ultrasonic មានប្រយោជន៍ក្នុងកម្រិតរាវ ក្រៅ និងកម្មវិធីឧស្សាហកម្ម។

សង្ខេប

គោលការណ៍នៃការវាស់ចម្ងាយអ៊ុលត្រាសោនគឺបញ្ជូនរលកអ៊ុលត្រាសោនទៅកាន់គោលដៅ ទទួលអេកូដែលឆ្លុះបញ្ចាំង វាស់ពេលវេលាធ្វើដំណើរទៅមក និងគណនាចម្ងាយដោយប្រើល្បឿនសំឡេង។ រូបមន្តមូលដ្ឋានគឺ s = v × t / 2.

សម្រាប់ជួរ ultrasonic កាន់តែត្រឹមត្រូវ អ្នករចនាគួរតែពិចារណាលើសំណងសីតុណ្ហភាព តំបន់ពិការភ្នែក មុំគោលដៅ ការឆ្លុះបញ្ចាំងពីសម្ភារៈ សំលេងរំខានបរិស្ថាន និងការដំឡើងឧបករណ៍ចាប់សញ្ញា។ ការជ្រើសរើសឧបករណ៍ចាប់សញ្ញាត្រឹមត្រូវ និងដំណើរការសញ្ញាអាចកែលម្អស្ថេរភាពនៃការវាស់វែងនៅក្នុងកម្មវិធីពិត។

សំណួរដែលគេសួរញឹកញាប់អំពីជួរឧបករណ៍ចាប់សញ្ញា Ultrasonic

តើ​អ្វី​ទៅ​ជា​វិធីសាស្ត្រ​កំណត់​ឧបករណ៍​ចាប់​សញ្ញា ultrasonic?

វិធីសាស្ត្រកំណត់ឧបករណ៍ចាប់សញ្ញា ultrasonic វាស់ចម្ងាយដោយបញ្ជូនជីពចរ ultrasonic ទទួលអេកូដែលឆ្លុះបញ្ចាំង និងគណនាចម្ងាយពីពេលវេលាធ្វើដំណើររបស់សំឡេង។ នេះ​ត្រូវ​បាន​គេ​ហៅ​ផង​ដែរ​ថា​ពេល​វេលា​នៃ​ការ​ហោះ​ហើរ ultrasonic ឬ​ជួរ​បន្ទរ។

តើរូបមន្តសម្រាប់វាស់ចម្ងាយអ៊ុលត្រាសោនគឺជាអ្វី?

រូបមន្តចម្ងាយ ultrasonic ជាមូលដ្ឋានគឺ s = v × t / 2 ។ នៅក្នុងរូបមន្តនេះ s គឺចម្ងាយ v គឺជាល្បឿនសំឡេង ហើយ t គឺជាពេលវេលាធ្វើដំណើរជុំដែលវាស់វែងនៃជីពចរ ultrasonic ។

ហេតុអ្វីបានជាជួរ ultrasonic បែងចែកពេលវេលាដោយ 2?

ឧបករណ៍ចាប់សញ្ញាវាស់ពេលវេលាសរុបសម្រាប់រលកអ៊ុលត្រាសោនដើម្បីធ្វើដំណើរទៅកាន់វត្ថុហើយត្រលប់មកវិញ។ ដោយសារនេះជាដំណើរវិលជុំ លទ្ធផលត្រូវតែចែកនឹង 2 ដើម្បីទទួលបានចម្ងាយផ្លូវមួយរវាងឧបករណ៍ចាប់សញ្ញា និងគោលដៅ។

តើសីតុណ្ហភាពប៉ះពាល់ដល់ភាពត្រឹមត្រូវនៃឧបករណ៏ ultrasonic យ៉ាងដូចម្តេច?

សីតុណ្ហភាពផ្លាស់ប្តូរល្បឿននៃសំឡេងនៅក្នុងខ្យល់។ ប្រសិនបើសីតុណ្ហភាពប្រែប្រួល ប៉ុន្តែប្រព័ន្ធនៅតែប្រើល្បឿនសំឡេងថេរ ចម្ងាយដែលបានគណនានឹងមានកំហុស។ សំណងសីតុណ្ហភាពជួយធ្វើឱ្យប្រសើរឡើងនូវភាពត្រឹមត្រូវជួរ ultrasonic ។

តើតំបន់ពិការភ្នែកនៃឧបករណ៍ចាប់សញ្ញាកម្រិត ultrasonic គឺជាអ្វី?

តំបន់ពិការភ្នែកគឺជាចម្ងាយអប្បបរមាដែលឧបករណ៍ចាប់សញ្ញាមិនអាចវាស់បានដោយភាពជឿជាក់។ ជាធម្មតាវាត្រូវបានបង្កឡើងដោយការរោទិ៍របស់ឧបករណ៍បញ្ជូនបន្ទាប់ពីការបញ្ជូន។ សម្រាប់ការរកឃើញរយៈពេលខ្លី សូមជ្រើសរើសឧបករណ៍ចាប់សញ្ញា ultrasonic ដែលមានតំបន់ពិការភ្នែកតូចមួយ។

តើសម្ភារៈអ្វីខ្លះដែលពិបាកសម្រាប់ឧបករណ៍ចាប់សញ្ញា ultrasonic ដើម្បីចាប់?

ផ្ទៃទន់ ផុយស្រួយ ស្រូបសំឡេង ស្តើងខ្លាំង ឬផ្ទៃមុំមុតស្រួចអាចកាត់បន្ថយកម្លាំងអេកូ។ សារធាតុ Foam ក្រណាត់ និងវត្ថុមុំអាចបណ្តាលឱ្យការអានពីចម្ងាយ ultrasonic ខ្សោយ ឬមិនស្ថិតស្ថេរ។

តើឧបករណ៍ចាប់សញ្ញាជួរ ultrasonic ត្រូវបានគេប្រើជាទូទៅនៅឯណា?

ឧបករណ៍ចាប់សញ្ញាជួរ Ultrasonic ត្រូវបានគេប្រើជាទូទៅនៅក្នុងឧបករណ៍ចាប់សញ្ញាកន្លែងចតរថយន្ត ការជៀសវាងឧបសគ្គរបស់មនុស្សយន្ត ការវាស់កម្រិតរាវ ស្វ័យប្រវត្តិកម្មឧស្សាហកម្ម ការវាស់វែងសំណង់ ការរកឃើញបំពង់ និងប្រព័ន្ធវាស់ចម្ងាយមិនទាក់ទង។