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:

Выбор типоразмера тормоза
Расчетный тормозной момент: , где – коэффициент запаса торможения, – для режима работы 6М; – статический крутящий момент при торможении, создаваемый весом номинального груза на валу, на котором устанавливается тормоз. , где – КПД механизма (– КПД редуктора типа Ц2); – общее передаточное число механ ...

Нормативно-правовая база по категорированию и оценке уязвимости объектов транспортной инфраструктуры
Все объекты транспортной инфраструктуры подлежат котегорированию иоценке уязвимости. В статье 6 пункт 1 Закона «О транспортной безопасности» излагается: Количество категорий и критерии категорирования объектов транспортной инфраструктуры и транспортных средств устанавливаются в порядке, определяемо ...

Подвижный состав и его характеристика
В настоящее время для перевозки почты по железным дорогам используются четырехосные почтовые вагоны цельнометаллической конструкции различных типов. Все типы вагонов оборудованы автономными системами электроосвещения, отопления и водоснабжения, принудительной вентиляцией. Они имеют одинаковый внешн ...