Разработка ультразвукового дальномера

При разработке ультразвукового парковочного дальномера (УЗД) необходимо выполнить следующие условия:

- детектируемое расстояние от 0.25м до 2м;

- минимальная погрешность измерения дистанции;

- питающее напряжение от 10В до 15В;

- невосприимчивость к перепадам питающего напряжения;

В основе разрабатываемого УЗД лежат принципы импульсной радиолокации. Расстояние будет высчитываться по времени запаздывания излученного импульса.

Наиболее предпочтительный вид излучения для выполнения поставленной задачи – излучение УЗ диапазона. Скорость распространения УЗ излучения в воздухе ≈330 м/с, данное свойство определяет преимущество УЗ излучения при детектировании малых расстояний. Важная особенность УЗ излучения — возможность получения большой интенсивности даже при сравнительно небольших амплитудах колебаний, так как при данной амплитуде плотность потока энергии пропорциональна квадрату частоты.

Принципы заложенные в основу функционирования УЗД заимствованы из радиолокационной техники. Однако, использование радиоизлучения в данной задаче неэффективно, т.к. данный вид излучения распространяется со скоростью света, что затрудняет детектирование малых расстояний. Также в связи с этим обстоятельством невозможно использовать электромагнитное излучение светового диапазона. Для излучения данного диапазона важна достаточная оптическая проницаемость среды, что не всегда достижимо.

В качестве передатчика и приемника УЗ излучения необходимо использовать сенсоры на основе пьезоэлектрической керамики, т.к. данные сенсоры обеспечивают высокое звуковое давление, высокую чувствительность при минимальных габаритах. Условие высокого звукового давление и чувствительности весьма важно, вследствие значительного затухания УЗ волн при распространении в воздухе, а также при отражении от препятствий. Данные источники УЗ имеют широкий диапазон рабочих температур и практически невосприимчивы к механическим ударным нагрузкам, что немаловажно, т.к предполагается их эксплуатация в сложных условиях перепадов температур и постоянной вибрации.

Максимальная детектируемая дистанция до препятствия обусловлена затуханием УЗ волн в воздухе, УЗ волна проходит путь до препятствия и обратно, т.е. вдвое больше, чем детектируемое расстояние. Погрешность измерения дистанции равна 2м/10=0.2м, что также накладывает ограничение на минимальное детектируемое расстояние.

Информация по теме:

Основы сигнализации на железных дорогах
В соответствии с заданием ниже рассмотрены постоянные сигнальные знаки: Внимание токораздел Размещение этого знака не должно ухудшать видимость и восприятия постоянных сигналов Поднять токоприемник Предельный столбик указывают место, далее которого на пути нельзя устанавливать подвижной состав в на ...

Конструкция гидравлического гасителя
На подвижном составе демпфирование (гашение) энергии колебаний осуществляется гасителями, создающими определенное сопротивление колебаниям, которое может быть вызвано следующими видами трения: 1) постоянным (сухим) трением, возникающим в самом упругом элементе, в его шарнирах и т.д. или же создавае ...

Установка дейдвудного стакана
На флорах 15 и 16 шпангоут вскрыть отверстия диаметром 380 и 450 мм соответственно. Завести дейдвудный стакан, одеть кольца на него и установить его по растяжке валопровода. Закрепить ЛОМ в установочной плите. Направить лазерный луч на перекрестия заглушки мишени на 18 шпангоут и на центр целевого ...