مسافت یاب دیجیتال اولتراسونیک توسعه یافته است

مسافت یاب دیجیتال اولتراسونیک توسعه یافته است

1. معرفی
امواج مافوق صوت با سرعت های مختلف در گازها، مایعات و جامدات، با جهت گیری خوب، انرژی متمرکز، حداقل تضعیف در حین انتقال و توانایی انعکاس قوی منتشر می شوند. امواج مافوق صوت می توانند با سرعت معینی منتشر شوند و در هنگام برخورد با موانع، بازتاب ایجاد کنند. با استفاده از این مشخصه، فاصله واقعی را می توان با اندازه گیری زمان لازم برای حرکت امواج اولتراسونیک به جلو و عقب محاسبه کرد، بنابراین اندازه گیری فاصله غیر تماسی اجسام را به دست آورد. محدوده اولتراسونیک سریع، راحت است و تحت تأثیر عواملی مانند نور قرار نمی گیرد. این به طور گسترده ای در اندازه گیری سطح مایع هیدرولوژیکی، اندازه گیری محل ساخت و ساز، نظارت بر موقعیت در محل، تشخیص موانع معکوس خودرو، تشخیص و موقعیت یابی ماشین های سیار و سایر زمینه ها استفاده می شود. مسافت یاب دیجیتال اولتراسونیک طراحی شده در این مقاله، ورودی پالس های ساعت را به فرکانس خاصی از شمارنده در طول زمان رفت و برگشت اولتراسونیک می شمارد و فاصله اندازه گیری مربوطه را نمایش می دهد.

2. ترکیب مدار و اصل کار فاصله یاب اولتراسونیک
فاصله یاب اولتراسونیک از یک مدار تولید اولتراسونیک، یک مدار تقویت کننده دریافت کننده اولتراسونیک، یک مدار شمارش و نمایش تشکیل شده است.

2.1 مدار تولید اولتراسونیک
مدار تولید اولتراسونیک تایمر دوگانه EN556 (U2b) یک ماشه یکنواخت را تشکیل می دهد. R6 و C6 یک مدار دیفرانسیل را تشکیل می دهند که به این صورت عمل می کند: وقتی دکمه S2 فشار داده می شود، سطح پایین به یک پالس مثبت و منفی تبدیل می شود که از VD1 می گذرد تا یک پالس سنبله منفی به دست آورد و باعث ایجاد یک چرخش ماشه یکنواخت می شود. مدت زمان سطح بالا خروجی تلنگر یکنواخت حدود 1 میلی ثانیه است که tw ≈ 1.1R5C5 ≈ 1 میلی ثانیه است. EN556 (U2n) یک نوسان ساز چند هارمونیک با فرکانس نوسان f{15}}/T1 ≈ 1/{0.7 [(R{20}}R2)+2 (R) را تشکیل می دهد. 3+R4)] C3 ≈ 40 کیلوهرتز. نوسان نوسانگر توسط سطح خروجی ماشه یکنواخت کنترل می شود. هنگامی که ماشه یکنواخت سطح بالایی را خروجی می‌دهد، نوسان‌گر چند هارمونیک نوسان می‌کند، پین 5 EN556 تقریباً 40 پالس مستطیلی با فرکانس 40 کیلوهرتز و چرخه کاری تقریباً 50 درصد خروجی می‌دهد. با توجه به ناپایداری مرحله شروع یک نوسان ساز چند هارمونیک، تعداد بیشتری پالس خروجی طراحی شده است. اگر تعداد پالس های خروجی خیلی کم باشد، شدت انتشار کم و فاصله اندازه گیری کوتاه است. پروب سنسور رطوبت، سنسور لوله گرمایش الکتریکی فولاد ضد زنگ PT100، بخاری آلومینیومی ریخته گری، شیر برقی سیال کویل گرمایش، اما تعداد پالس ها بسیار زیاد است و مدت انتشار طولانی است. هنگامی که فاصله از جسم اندازه گیری شده نزدیک است، قطار پالس به طور کامل ساطع نشده است، که باعث می شود پژواک تولید شده توسط اولین پالس ساطع شده به انتهای گیرنده برسد، که بر نتیجه دامنه تأثیر می گذارد و نقطه کور محدوده را افزایش می دهد. U1a~U1e از 74HC04 (U1) یک مدار محرک پالس اولتراسونیک را تشکیل می دهد که می تواند دامنه ولتاژ پالس سنسور اولتراسونیک را افزایش دهد، تبدیل الکتریکی/آکوستیک را به طور موثر انجام دهد، توانایی انتشار امواج اولتراسونیک را افزایش دهد و فاصله اندازه گیری را افزایش دهد. قطار پالس 40 کیلوهرتز از طریق U1a معکوس می شود و سپس از طریق اینورترهای موازی U1b و U1e معکوس می شود. راه دیگر از طریق فاز معکوس اینورترهای موازی U1c و U1d در جنوب است.