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Error y precauciones de sensor de distancia ultrasónico.

Vistas:0     Autor:Editor del sitio     Hora de publicación: 2018-09-21      Origen:Sitio

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En la industria, la aplicación típica de los transductores de distancia ultrasónica son pruebas no destructivas de metales y medición de espesor ultrasónico. En el pasado, muchas tecnologías se habían obstaculizado por la incapacidad detectando el interior de los objetos, y la aparición de la tecnología de detección ultrasónica cambió esta situación. Por supuesto, los sensores más ultrasónicos están montados de forma fija en los diferentes dispositivos para ajustar las señales que las personas necesitan. En las futuras aplicaciones, la ultrasonido se combinará con la tecnología de la información y las nuevas tecnologías de material, y aparecerán más sensores ultrasónicos inteligentes y altamente sensibles.


El control remoto de control remoto puede controlar los electrodomésticos y la iluminación. Sensor ultrasónico pequeño (φ12-φ16), la frecuencia de trabajo es de 40 kHz, la distancia de control remoto es de unos 10 metros. Transmisión de control remoto, este es un oscilador compuesto por un circuito de base de 555 veces, para ajustar el potenciómetro 10K, lo que hace que el sensor de frecuencia de oscilación se conecte al 3er pie, cuando se presiona el botón, se envía la onda ultrasónica y se recibe el circuito. . La fuente de alimentación se reduce en 220 V, rectificada, se filtra y se regula para obtener un voltaje de operación de 12V. Dado que es una fuente de alimentación no aislada, todo el circuito debe empaquetarse en la caja de plástico para evitar que la descarga eléctrica (también preste atención cuando se depura). La señal es recibida por el receptor ultrasónico y se amplifica por Q1 y Q2 (los tanques resonantes L y C se sintonizan a 40 kHz). La señal amplificada desencadena un circuito biestable compuesto por Q3 y Q4, y Q5 y ​​LED se utilizan como aislamiento de activación, y se pueden iluminar. Dado que el estado bistable es aleatorio al inicio, se agrega un botón claro.


La señal de activación de la salida Q5 se enciende en el Triac y la carga está encendida. Para cargar un circuito abierto, presione el botón Enviar una vez. Indicación y controlador de nivel líquido. Porque la onda ultrasónica tiene una cierta atenuación en el aire, la señal de transductor de sensor de distancia ultrasónica enviado a la superficie del líquido y la parte posterior reflejada de la superficie del líquido está relacionada con el nivel de líquido. Cuanto mayor sea la posición de nivel de líquido, mayor será la señal; El menor es el nivel de líquido. La señal es pequeña. La señal recibida se amplifica por BG1 y BG2, y se rectifica en voltaje de CC por D1 y D2. Cuando el voltaje es de 4.7kΩ, lo que excede la tensión de encendido de BG3, una corriente fluye a través de BG3, y el amperímetro indica que la corriente está relacionada con el nivel de líquido. Cuando el nivel de líquido es más bajo que el valor establecido, la salida del comparador es baja. BG no conduce. Si el nivel de líquido se eleva a la posición especificada, el comparador voltea y sale un alto nivel. BG se enciende, J es aspirada, y el interruptor de infusión se puede desactivar por una válvula solenoide para lograr el propósito del control.


La prueba de nivel de líquido es el principio básico de la medición ultrasónica del nivel de líquido: la señal de pulso ultrasónica emitida por el sensor de medición de distancia ultrasónica se propaga en el gas, que se refleja después de la interfaz entre aire y líquido, y recibe la señal de eco después del eco. Se recibe la señal. Tiempo, puede convertir la distancia o el nivel de líquido. Los métodos de medición ultrasónica tienen muchas ventajas incomparables por otros métodos: (1) sin ningún componente de transmisión mecánica, ni con el líquido a prueba, no es la medición de no contacto, lo que no tiene miedo de la interferencia electromagnética y los fuertes líquidos corrosivos, como el ácido y Alkali, por lo que actuamente estable, alta confiabilidad y larga vida; (2) Su corto tiempo de respuesta hace que sea fácil realizar la medición en tiempo real sin histéresis.


El sensor de transductor de medición de distancia se usa en la operación del sistema a una frecuencia de aproximadamente 40 kHz. El pulso ultrasónico es emitido por el sensor de transmisión, y la superficie del líquido se refleja y se devuelve al sensor de recepción para medir el tiempo para que el pulso ultrasónico se transmita desde el receptor a la recepción. De acuerdo con la velocidad del sonido en el medio, se puede obtener la distancia desde el sensor a la superficie del líquido. Para determinar el nivel de líquido. Teniendo en cuenta la influencia de la temperatura ambiente en la velocidad de propagación ultrasónica, la velocidad de propagación es correcta mediante el método de compensación de temperatura para mejorar la precisión de la medición. La fórmula de cálculo es: v = 331.5 + 0.607t .donde: v es la velocidad de propagación de la ola ultrasónica en el aire; T es la temperatura ambiente.S = V × T / 2 = V × (T1-T0) / 2 donde: S es la distancia de medición; T es la diferencia horaria entre transmitir el pulso ultrasónico y recibir su eco; T1 es el tiempo de recepción de eco ultrasónico; T0 es el tiempo de transmisión de pulso ultrasónico. Usando la función de captura de la MCU, es conveniente medir el tiempo T0 y el tiempo T1. De acuerdo con la fórmula anterior, la distancia de medición se puede obtener mediante programación de software. Dado que la MCU del sistema selecciona un procesador de señales mixtas con las características de SOC e integra un sensor de temperatura en el mismo, la compensación de temperatura del sensor se puede realizar convenientemente mediante el uso del software.


Precauciones:


1: Para garantizar la confiabilidad y la larga vida útil, que no usan el sensor al aire libre o por encima de la temperatura nominal.
2: Dado que el sensor ultrasónico utiliza el aire, ya que el medio de transmisión, la reflexión y la refracción en el límite pueden causar un mal funcionamiento cuando la temperatura local es diferente, y la distancia de detección también puede cambiar cuando el viento está soplado. Por lo tanto, los sensores no deben utilizarse junto a dispositivos como los fanáticos forzados.
3: Los chorros expulsados ​​de boquillas de aire tienen múltiples frecuencias y, por lo tanto, afectan el sensor y no deben usarse cerca del sensor.
4: Las gotas de agua en la superficie del sensor acortan la distancia de detección.
5: Los materiales como el polvo fino y el hilo de algodón no se pueden detectar cuando está absorbiendo el sonido (sensor reflectante).
6: Los sensores no se pueden usar en las áreas de vacío o a prueba de explosiones.
7: No use el sensor en áreas con vapor; La atmósfera en esta área es desigual. Lo que producirá un gradiente de temperatura que causará errores de medición.


Problema de exposición:


La aplicación del trabajo de sensor de distancia ultrasónica es simple, conveniente y bajo costo. Sin embargo, los sensores ultrasónicos actuales tienen algunas desventajas, como problemas de reflexión, ruido y problemas de cruce. El problema con la reflexión es que si el objeto que se detecta siempre está en el ángulo correcto, el sensor ultrasónico obtendrá el ángulo correcto. Pero, lamentablemente, en el uso real, se pueden detectar pocos objetos de detección correctamente.

Principio de material y funcionamiento del sensor de distancia ultrasónico.

Puede haber varios errores en el transductor:


1. Error cúbido
Cuando el objeto de medición está en un ángulo con el sensor, la distancia de detección y la distancia real tiene un error triangular.
2. Reflexión especular.
Este problema es el mismo que el reflejo de la luz en alta física. En un cierto ángulo, las ondas de sonido emitidas se reflejan específicamente por el objeto liso, por lo que el eco no se puede generar y no se puede producir la lectura de la distancia. En este momento, el sensor ultrasónico ignorará la existencia de este objeto.
3. Múltiples reflejos
Este fenómeno es común al detectar esquinas u objetos de estructura similar. La onda de sonido es recibida por el sensor después de varios rebotes, por lo que el valor de detección real no es el valor de distancia verdadero. Estos problemas pueden resolverse utilizando múltiples bobinas ultrasónicas que se disponen en ángulo. Al detectar el valor de retorno de múltiples ondas ultrasónicas, se utiliza para detectar la lectura correcta.

4. ruido
Aunque la mayoría de la distancia, la medición del transductor ultrasónica opera frecuencias de 40-45 kHz, son mucho más altas que las frecuencias que los humanos pueden escuchar. Sin embargo, el entorno circundante también produce ruido de frecuencia similar. Por ejemplo, el motor genera una determinada alta frecuencia durante el proceso de rotación, los ruidos de alta frecuencia generan por la fricción de la rueda en el suelo duro, es la vibración del robot en sí, e incluso cuando hay múltiples robots, el sonido. Las olas son emitidas por otros sensores ultrasónicos de robot. Estos harán que el sensor reciba una señal errónea. Este problema se puede resolver codificando las ondas ultrasónicas transmitidas, como la transmisión de un conjunto de ondas de sonido de diferentes longitudes, y calculando la distancia solo cuando la sonda detecta la misma onda de sonido combinada. Esto puede evitar efectivamente la mala lectura causada por el ruido ambiental.
5. Problema cruzado
El problema de cruce se causa cuando se monta una pluralidad de sensores ultrasónicos en el robot en ángulo. Las ondas de sonido emitidas por la X ultrasónica se reflejan y obtenidas especularmente por los sensores Z y Y. En este momento, Z y Y calculan el valor de distancia basado en esta señal, de modo que no se puede obtener la medición correcta. La solución es codificar la señal de cada sensor. Deja que cada sensor ultrasónico escuche solo su propia voz.


Tecnología piezoeléctrica Co de Hannas (WuHan). El Ltd es fabricante de equipamiento ultrasónico profesional, dedicado a la tecnología ultrasónica y a las aplicaciones industriales.                                    
 

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