Views: 352 Author: Site Editor ເວລາເຜີຍແຜ່: 2020-05-22 ຕົ້ນກໍາເນີດ: ເວັບໄຊ
ໃນການຜະລິດປະຈໍາວັນແລະຊີວິດ, ເຊັນເຊີລະດັບ ultrasonic ຖືກນໍາໃຊ້ຢ່າງກວ້າງຂວາງສໍາລັບ radar ປີ້ນກັບລົດ, ການຫຼີກເວັ້ນອຸປະສັກຫຸ່ນຍົນ, ການວັດແທກການກໍ່ສ້າງ, ການກວດສອບລະດັບຂອງແຫຼວ, ການວັດແທກຄວາມເລິກດີ, ການວັດແທກຄວາມຍາວຂອງທໍ່, ແລະຄໍາຮ້ອງສະຫມັກການວັດແທກໄລຍະຫ່າງທີ່ບໍ່ມີການຕິດຕໍ່ອື່ນໆ.
ວິທີການລະດັບ sensor ultrasonic ຫຼັກແມ່ນການວັດແທກທີ່ໃຊ້ເວລາຂອງການບິນ. ເຊັນເຊີ emits ເປັນກໍາມະຈອນ ultrasonic, ໄດ້ຮັບສຽງສະທ້ອນຈາກເປົ້າຫມາຍໃດຫນຶ່ງ, ວັດແທກທີ່ໃຊ້ເວລາໄປຕະຫຼອດ, ແລະຄິດໄລ່ໄລຍະທາງຈາກຄວາມໄວຂອງສຽງ.
ລະບົບລະດັບ ultrasonic ທົ່ວໄປໂດຍປົກກະຕິແມ່ນອີງໃສ່ microcomputer ຊິບດຽວ, ຕົວຄວບຄຸມຝັງ, ຫຼື CPLD. ບໍ່ວ່າເວທີການຄວບຄຸມໃດຖືກນໍາໃຊ້, ການອອກແບບພື້ນຖານທໍາອິດຕ້ອງເຂົ້າໃຈລະດັບສຽງຂອງ ultrasonic, ຄວາມໄວຂອງສຽງ, ການຊົດເຊີຍອຸນຫະພູມ, ເຂດຕາບອດ, ແລະເງື່ອນໄຂການສະທ້ອນຂອງເປົ້າຫມາຍ.
ເຊັນເຊີ ultrasonic ປ່ຽນສັນຍານໄຟຟ້າເປັນຄື້ນ ultrasonic ແລະປ່ຽນສຽງສະທ້ອນ ultrasonic ກັບຄືນສູ່ສັນຍານໄຟຟ້າ. ຄື້ນ ultrasonic ແມ່ນຄື້ນກົນທີ່ມີຄວາມຖີ່ສູງກວ່າ 20kHz. ພວກມັນມີທິດທາງທີ່ເຂັ້ມແຂງ, ການສູນເສຍພະລັງງານຊ້າ, ແລະໄລຍະການຂະຫຍາຍພັນຂ້ອນຂ້າງຍາວໃນອາກາດ, ທາດແຫຼວ, ຫຼືສື່ແຂງ.
ເມື່ອຄື້ນ ultrasonic ມາຮອດອຸປະສັກ, ການໂຕ້ຕອບ, ພື້ນຜິວຂອງແຫຼວ, ຫຼືເປົ້າຫມາຍແຂງ, ສ່ວນຫນຶ່ງຂອງຄື້ນແມ່ນສະທ້ອນກັບຄືນໄປບ່ອນເປັນສຽງສະທ້ອນ. ອົງປະກອບທີ່ໄດ້ຮັບຈະກວດພົບສຽງສະທ້ອນນີ້, ແລະວົງຈອນຄວບຄຸມຈະຄິດໄລ່ໄລຍະທາງຈາກເວລາເດີນທາງທີ່ວັດແທກ.
ເນື່ອງຈາກວ່າການວັດແທກໄລຍະຫ່າງ ultrasonic ແມ່ນບໍ່ຕິດຕໍ່, ຄ່າໃຊ້ຈ່າຍຕ່ໍາ, ແລະສາມາດປັບຕົວກັບອຸປະກອນການຈໍານວນຫຼາຍ, ມັນສະຫນອງຄວາມສົມດຸນທີ່ເປັນປະໂຫຍດລະຫວ່າງການຕອບສະຫນອງໃນເວລາທີ່ແທ້ຈິງ, ຄວາມຖືກຕ້ອງ, ຄວາມຫນ້າເຊື່ອຖື, ແລະລາຄາ.
ວິທີການລະດັບ ultrasonic ທົ່ວໄປທີ່ສຸດແມ່ນວິທີການກວດສອບທີ່ໃຊ້ເວລາການເດີນທາງໄປ, ເອີ້ນວ່າການວັດແທກເວລາຂອງການບິນຫຼື ToF. ເຊັນເຊີສົ່ງກໍາມະຈອນ ultrasonic ໄປໃນທິດທາງດຽວແລະເລີ່ມຕົ້ນເວລາ. ເມື່ອສຽງສະທ້ອນກັບຄືນມາ, ລະບົບຈະຢຸດເວລາແລະຄິດໄລ່ໄລຍະຫ່າງທາງດຽວ.
ຖ້າ s ແມ່ນໄລຍະຫ່າງລະຫວ່າງເຊັນເຊີແລະເປົ້າຫມາຍທີ່ວັດແທກໄດ້, t ແມ່ນເວລາໄປກັບທີ່ວັດແທກ, ແລະ v ແມ່ນຄວາມໄວການຂະຫຍາຍພັນຂອງສຽງ, ສູດໄລຍະຫ່າງແມ່ນ:
s = v × t / 2
ການແບ່ງໂດຍ 2 ແມ່ນມີຄວາມຈໍາເປັນເພາະວ່າກໍາມະຈອນ ultrasonic ເດີນທາງຈາກເຊັນເຊີໄປຫາເປົ້າຫມາຍແລະຫຼັງຈາກນັ້ນກັບຄືນຈາກເປົ້າຫມາຍໄປຫາເຊັນເຊີ. ເວລາທີ່ວັດແທກໄດ້ແມ່ນເວລາໄປ-ກັບທັງໝົດ, ບໍ່ແມ່ນເວລາເດີນທາງດຽວ.
ສໍາລັບການວັດແທກໄລຍະຫ່າງ ultrasonic ຄວາມຖືກຕ້ອງສູງ, ການຊົດເຊີຍອຸນຫະພູມແມ່ນສໍາຄັນເພາະວ່າຄວາມໄວຂອງສຽງໃນອາກາດປ່ຽນແປງກັບອຸນຫະພູມ. ອາກາດອົບອຸ່ນເພີ່ມຄວາມໄວຂອງສຽງ, ໃນຂະນະທີ່ອາກາດເຢັນຫຼຸດລົງມັນ.
ສູດການຊົດເຊີຍອຸນຫະພູມທີ່ໃຊ້ທົ່ວໄປແມ່ນ:
v = 331.4 + 0.607T
ໃນສູດນີ້, T ແມ່ນອຸນຫະພູມອາກາດລ້ອມຮອບໃນ°C, ແລະ v ແມ່ນຄວາມໄວຂອງສຽງໃນ m / s. ການເພີ່ມການຊົດເຊີຍອຸນຫະພູມສາມາດຫຼຸດຜ່ອນຄວາມຜິດພາດໃນການວັດແທກ, ໂດຍສະເພາະໃນສະພາບແວດລ້ອມກາງແຈ້ງ, ອຸດສາຫະກໍາ, ຫຼືອຸນຫະພູມທີ່ມີການປ່ຽນແປງ.
| ວິທີການ | ວິທີການມັນເຮັດວຽກ | ທີ່ດີທີ່ສຸດການນໍາໃຊ້ |
|---|---|---|
| ວິທີການເວລາຂອງການບິນ | ວັດແທກເວລາລະຫວ່າງລະບົບສາຍສົ່ງ ultrasonic ແລະສຽງສະທ້ອນ. | ການວັດແທກໄລຍະທາງ, ການກວດສອບອຸປະສັກ, ການວັດແທກລະດັບຂອງແຫຼວ. |
| ວິທີການກວດຫາໄລຍະ | ຄິດໄລ່ໄລຍະຫ່າງຈາກຄວາມແຕກຕ່າງໄລຍະລະຫວ່າງຄື້ນທີ່ປ່ອຍອອກມາ ແລະໄດ້ຮັບ. | ລະບົບການວັດແທກໄລຍະສັ້ນ ແລະຄວາມລະອຽດສູງກວ່າ. |
| ວິທີການສຽງສະທ້ອນ | ວິເຄາະຄວາມເຂັ້ມແຂງຂອງສັນຍານ ultrasonic ສະທ້ອນໃຫ້ເຫັນ. | ການຊອກຫາເປົ້າຫມາຍ, ການວິເຄາະການສະທ້ອນອຸປະກອນການ, ການຕັດສິນຄຸນນະພາບສັນຍານ. |
| ກະ | ທົບຕໍ່ | ຄໍາແນະນໍາການເພີ່ມປະສິດທິພາບ ການວັດແທກ |
|---|---|---|
| ອຸນຫະພູມ | ປ່ຽນຄວາມໄວຂອງສຽງ ແລະເຮັດໃຫ້ເກີດຄວາມຜິດພາດທາງໄກ. | ໃຊ້ການຊົດເຊີຍອຸນຫະພູມໃນລະບົບການຄວບຄຸມ. |
| ເຂດຕາບອດ | ເປົ້າໝາຍທີ່ໃກ້ຊິດຫຼາຍອາດຈະບໍ່ຖືກກວດພົບຢ່າງຖືກຕ້ອງເນື່ອງຈາກສຽງດັງຂອງຕົວປ່ຽນສັນຍານ. | ເລືອກເຊັນເຊີ ultrasonic ພື້ນທີ່ຕາບອດຂະຫນາດນ້ອຍສໍາລັບການວັດແທກໄລຍະສັ້ນ. |
| ມຸມເປົ້າໝາຍ | ດ້ານມຸມອາດຈະສະທ້ອນສຽງສະທ້ອນອອກຈາກຕົວຮັບ. | ຮັກສາເຊັນເຊີໃຫ້ຕັ້ງສາກກັບພື້ນຜິວເປົ້າໝາຍເທົ່າທີ່ເປັນໄປໄດ້. |
| ວັດຖຸເປົ້າໝາຍ | ວັດສະດຸທີ່ອ່ອນນຸ້ມ, ຮູຂຸມຂົນ, ຫຼືດູດສຽງຊ່ວຍຫຼຸດຜ່ອນຄວາມແຮງຂອງສຽງດັງ. | ທົດສອບວັດສະດຸເປົ້າຫມາຍຕົວຈິງໃນລະຫວ່າງການກວດສອບຜະລິດຕະພັນ. |
| ສິ່ງລົບກວນສິ່ງແວດລ້ອມ | ແຫຼ່ງ ultrasonic ຫຼືການສັ່ນສະເທືອນອື່ນໆອາດຈະເຮັດໃຫ້ເກີດການອ່ານທີ່ບໍ່ຖືກຕ້ອງ. | ໃຊ້ການກັ່ນຕອງ, ການປ້ອງກັນ, ແລະເຫດຜົນການເກັບຕົວຢ່າງທີ່ເຫມາະສົມ. |
| ນ້ໍາ, ຝຸ່ນແລະການກັດກ່ອນ | ສະພາບແວດລ້ອມທີ່ຮຸນແຮງສາມາດຫຼຸດອາຍຸຂອງເຊັນເຊີ ແລະຄຸນນະພາບສັນຍານໄດ້. | ໃຊ້ເຊັນເຊີ ultrasonic ກັນນ້ໍາແລະທົນທານຕໍ່ການກັດກ່ອນເມື່ອຕ້ອງການ. |
ໂຄງປະກອບການລະດັບ ultrasonic ທົ່ວໄປໃຊ້ຫນຶ່ງຫົວສົ່ງແລະຫົວຮັບຫນຶ່ງ. ເຄື່ອງສົ່ງສັນຍານອອກຄື້ນ ultrasonic, ແລະຕົວຮັບຈະກວດພົບສຽງສະທ້ອນ. ໂຄງສ້າງນີ້ແມ່ນງ່າຍດາຍແລະເຫມາະສົມສໍາລັບຄໍາຮ້ອງສະຫມັກການວັດແທກໄລຍະຫ່າງທົ່ວໄປຈໍານວນຫຼາຍ.
ບາງລະບົບໃຊ້ຫົວສົ່ງສັນຍານຫຼາຍຫົວກັບຫົວຮັບດຽວ, ຫຼືໂມດູນເຊັນເຊີຫຼາຍອັນຈັດຢູ່ໃນອາເຣ. ການອອກແບບນີ້ສາມາດປັບປຸງການຄຸ້ມຄອງການຊອກຄົ້ນຫາ, ຫຼຸດຜ່ອນຈຸດຕາບອດ, ແລະສະຫນັບສະຫນູນສະຖານະການການວັດແທກທີ່ສັບສົນຫຼາຍເຊັ່ນການນໍາທາງຫຸ່ນຍົນຫຼືການກວດສອບລະດັບຂອງແຫຼວຫຼາຍຈຸດ.
ລົດ radar reversing ແລະລະບົບການຊ່ວຍເຫຼືອບ່ອນຈອດລົດ.
ການຫຼີກເວັ້ນອຸປະສັກຫຸ່ນຍົນແລະການນໍາທາງອັດຕະໂນມັດ.
ການວັດແທກລະດັບຂອງແຫຼວໃນຖັງ, ບັນຈຸ, ແລະອຸປະກອນອຸດສາຫະກໍາ.
ຄວາມເລິກຂອງດີ, ຄວາມຍາວທໍ່, ແລະການວັດແທກສະຖານທີ່ກໍ່ສ້າງ.
ການກວດພົບວັດຖຸໃນອຸປະກອນອັດຕະໂນມັດແລະສາຍການຜະລິດ.
ການຮັບຮູ້ໄລຍະຫ່າງກັນນ້ໍາໃນສະພາບແວດລ້ອມກາງແຈ້ງຫຼືຊຸ່ມຊື່ນ.
ເຊັນເຊີລະດັບ Ultrasonic ແມ່ນມີຄວາມນິຍົມເນື່ອງຈາກວ່າມັນສະຫນັບສະຫນູນການວັດແທກທີ່ບໍ່ແມ່ນການຕິດຕໍ່, ມີຫຼັກການການເຮັດວຽກທີ່ງ່າຍດາຍ, ແລະສາມາດກວດພົບເປົ້າຫມາຍແຂງແລະແຫຼວຫຼາຍໂດຍບໍ່ຄໍານຶງເຖິງສີຫຼືຄວາມໂປ່ງໃສ. ພວກເຂົາເຈົ້າຍັງມີຄ່າໃຊ້ຈ່າຍປະສິດທິພາບເມື່ອທຽບກັບບາງການແກ້ໄຂການວັດແທກ optical ຫຼື laser.
ດ້ວຍເຊັນເຊີ ultrasonic ເຂດຕາບອດຂະຫນາດນ້ອຍແລະມຸມນ້ອຍ, ລະບົບສາມາດບັນລຸການວັດແທກທີ່ຖືກຕ້ອງຫຼາຍຂຶ້ນໃນພື້ນທີ່ຫນາແຫນ້ນ. ການອອກແບບກັນນ້ໍາແລະການຕໍ່ຕ້ານ corrosion ຍັງເຮັດໃຫ້ເຊັນເຊີ ultrasonic ທີ່ເປັນປະໂຫຍດໃນລະດັບຂອງແຫຼວ, ກາງແຈ້ງ, ແລະຄໍາຮ້ອງສະຫມັກອຸດສາຫະກໍາ.
ຫຼັກການຂອງການວັດແທກໄລຍະຫ່າງ ultrasonic ແມ່ນການສົ່ງຄື້ນຟອງ ultrasonic ໄປຫາເປົ້າຫມາຍ, ໄດ້ຮັບສຽງສະທ້ອນ, ການວັດແທກທີ່ໃຊ້ເວລາການໄປທົ່ວ, ແລະການຄິດໄລ່ໄລຍະຫ່າງໂດຍນໍາໃຊ້ຄວາມໄວຂອງສຽງ. ສູດພື້ນຖານແມ່ນ s = v × t / 2.
ສໍາລັບຂອບເຂດ ultrasonic ທີ່ຖືກຕ້ອງຫຼາຍ, ຜູ້ອອກແບບຄວນພິຈາລະນາການຊົດເຊີຍອຸນຫະພູມ, ເຂດຕາບອດ, ມຸມເປົ້າຫມາຍ, ການສະທ້ອນວັດສະດຸ, ສິ່ງລົບກວນສິ່ງແວດລ້ອມ, ແລະການຕິດຕັ້ງເຊັນເຊີ. ການເລືອກເຊັນເຊີທີ່ຖືກຕ້ອງແລະການປະມວນຜົນສັນຍານສາມາດປັບປຸງຄວາມຫມັ້ນຄົງຂອງການວັດແທກໃນຄໍາຮ້ອງສະຫມັກທີ່ແທ້ຈິງ.
ວິທີການລະດັບເຊັນເຊີ ultrasonic ການວັດແທກໄລຍະທາງໂດຍການສົ່ງກໍາມະຈອນ ultrasonic, ການໄດ້ຮັບສຽງສະທ້ອນ, ແລະການຄິດໄລ່ໄລຍະຫ່າງຈາກທີ່ໃຊ້ເວລາການເດີນທາງສຽງ. ອັນນີ້ຍັງເອີ້ນວ່າ ultrasonic time-of-flight ຫຼື echo range.
ສູດໄລຍະຫ່າງ ultrasonic ພື້ນຖານແມ່ນ s = v × t / 2 . ໃນສູດນີ້, s ແມ່ນໄລຍະຫ່າງ, v ແມ່ນຄວາມໄວສຽງ, ແລະ t ແມ່ນເວລາທີ່ວັດແທກຮອບວຽນຂອງກໍາມະຈອນ ultrasonic.
ເຊັນເຊີວັດແທກເວລາທັງຫມົດສໍາລັບຄື້ນ ultrasonic ເພື່ອເດີນທາງໄປຫາວັດຖຸແລະກັບຄືນ. ເນື່ອງຈາກວ່ານີ້ແມ່ນການເດີນທາງຮອບ, ຜົນໄດ້ຮັບຕ້ອງໄດ້ແບ່ງອອກດ້ວຍ 2 ເພື່ອໃຫ້ໄດ້ໄລຍະຫ່າງທາງດຽວລະຫວ່າງເຊັນເຊີແລະເປົ້າຫມາຍ.
ອຸນຫະພູມປ່ຽນແປງຄວາມໄວຂອງສຽງໃນອາກາດ. ຖ້າອຸນຫະພູມມີການປ່ຽນແປງແຕ່ລະບົບຍັງໃຊ້ຄວາມໄວຂອງສຽງຄົງທີ່, ໄລຍະທາງທີ່ຄິດໄລ່ຈະຜິດພາດ. ການຊົດເຊີຍອຸນຫະພູມຊ່ວຍປັບປຸງຄວາມຖືກຕ້ອງຂອງລະດັບ ultrasonic.
ເຂດຕາບອດແມ່ນໄລຍະຫ່າງຕໍາ່ສຸດທີ່ເຊັນເຊີບໍ່ສາມາດວັດແທກໄດ້. ມັນປົກກະຕິແລ້ວແມ່ນເກີດມາຈາກ transducer ringing ຫຼັງຈາກລະບົບສາຍສົ່ງ. ສໍາລັບການກວດສອບໄລຍະສັ້ນ, ເລືອກເຊັນເຊີ ultrasonic ທີ່ມີພື້ນທີ່ຕາບອດຂະຫນາດນ້ອຍ.
ພື້ນຜິວທີ່ອ່ອນນຸ້ມ, ມີຮູຂຸມຂົນ, ດູດສຽງ, ບາງໆ, ຫຼືມຸມແຫຼມສາມາດຫຼຸດຜ່ອນຄວາມແຮງຂອງສຽງສະທ້ອນ. ໂຟມ, ຜ້າ, ແລະວັດຖຸທີ່ເປັນມຸມອາດຈະເຮັດໃຫ້ການອ່ານໄລຍະໄກ ultrasonic ອ່ອນແອຫຼືບໍ່ຄົງທີ່.
ເຊັນເຊີລະດັບ Ultrasonic ຖືກນໍາໃຊ້ທົ່ວໄປໃນເຊັນເຊີບ່ອນຈອດລົດ, ການຫຼີກເວັ້ນອຸປະສັກຂອງຫຸ່ນຍົນ, ການວັດແທກລະດັບຂອງແຫຼວ, ອັດຕະໂນມັດອຸດສາຫະກໍາ, ການວັດແທກການກໍ່ສ້າງ, ການກວດສອບທໍ່, ແລະລະບົບການວັດແທກໄລຍະຫ່າງທີ່ບໍ່ຕິດຕໍ່.
