פיתוח מד טווח קולי דיגיטלי
1. הקדמה
גלים אולטראסוניים מתפשטים במהירויות שונות בגזים, נוזלים ומוצקים, עם כיווניות טובה, אנרגיה מרוכזת, הנחתה נמוכה בזמן שידור ויכולת רפלקציה חזקה. גלים אולטראסוניים יכולים להתפשט במהירות מסוימת בצורה כיוונית, היווצרות השתקפויות לאחר מפגש עם מכשולים, השימוש בתכונה זו, באמצעות קביעת זמן הלוך-חזור אולטרסאונד ניתן לחשב מהמרחק בפועל, כדי להשיג אי- מדידת מגע של המרחק לאובייקט. מדידת מרחק אולטרסאונד היא מהירה, נוחה ואינה מושפעת מאור וגורמים אחרים, בשימוש נרחב במדידת רמות הידרולוגיות, מדידת אתרי בנייה בבניין, ניטור מיקום האתר, זיהוי מכשולים בהיפוך רכב, מכונות ניידות לזיהוי ומיקום ותחומים אחרים. במאמר זה, העיצוב של מד הטווח הדיגיטלי על-קולי באמצעות קלט זמן הלוך-חזור על-קולי אל המונה בספירת דופק שעון בתדר מסוים, ולאחר מכן הצג את מרחק המדידה המתאים.
2, הרכב מעגל מד טווח קולי ועקרון העבודה
מד טווח קולי על ידי מעגל ייצור קולי, מעגל קליטה והגברה קולי, מעגל ספירה ותצוגה.
2.1 מעגל יצירת אולטרסאונד
מעגל יצירת אולטרסאונד. טיימר כפול EN556 (U2b) דק חד יציב. R6 ו-C6 מהווים מעגל דיפרנציאלי, תפקידו הוא: כאשר מקש S2 נלחץ, הרמה הנמוכה לדופק ספייק חיובי ושלילי, לאחר VD1 כדי לקבל את דופק הספייק השלילי, מפעיל את כפך ההדק המונו-יציב. פלט פלפל חד-יציב רמה גבוהה נמשכת בערך 1ms, כלומר, tw ≈ 1.1R5C5 ≈ 1ms. EN556 (U2n) מורכב מתנד פולי-מנהרה, תדר תנודה f1=1/T1 ≈ 1/{0.7 [(R1 + R2) + 2 (R{{ 24}} R4)] C3 ≈ 40kHz. התנודה של תנודת המתנד נשלטת על ידי רמת הפלט המונו-יציבה של ההדק. כאשר הדק המונו-יציב מוציא רמה גבוהה, המתנד הפולי-tuned יוצר תנודות, ופין 5 של ה-EN556 מוציא כ-40 פולסים מלבניים בתדר של 40kHz ומחזור עבודה של כ-50%. בהתחשב בחוסר היציבות של שלב ההפעלה של המתנד הרב-הרמוני, העיצוב מתוכנן להפיק מספר רב יותר של פולסים. אם מספר פולסי הפלט קטן מדי, עוצמת הפליטה קטנה ומרחק המדידה קצר. בדיקה חיישן לחות , , מחמם נירוסטה חיישן PT100 , , מחמם אלומיניום יצוק , סליל חימום שסתום סולנואיד נוזל עם זאת, מספר הפולסים גדול מדי, משך ההשקה ארוך, ומיתר הפולסים עדיין לא שוגר כאשר המרחק מ האובייקט הנמדד קרוב יחסית, מה שמביא לכך שההד שנוצר מהפולסים המשוגרים ראשונים יגיע לקצה הקולט, מה שמשפיע על תוצאות הטווח, וכתוצאה מכך להגדלת הנקודה העיוורת בטווח. 74HC04 (U1) U1a~U1e הרכב של מעגל כונן דופק קולי, יכול לשפר את משרעת מתח הדופק של חיישן שידור קולי של הכונן, המרה חשמלית / אקוסטית יעילה, לשפר את היכולת לשגר גלים קוליים, להגדיל את מרחק המדידה. מחרוזת דופק של 40kHz לאורך כל הדרך U1a הפוך, ולאחר מכן על ידי U1b ו-U1e במהפך מקביל הפוך; לכיוון השני בדרום ה-U1c ו-U1d הפוכים במהפך מקביל.
