Акустические датчики

Акустический метод локации основан на способности упругих волн высокой частоты (10 кГц) распространятся в различных средах и отражается от однородной среды.

Эхо-метод - излучение коротких акустических импульсов, прием отраженных сигналов и измерения временной задержки между излучением и отраженным сигналом. Метод пригоден для обнаружения предметов измерения расстояния до них и перемещений.

Эффект Доплера. Метод пригоден. для измерения скорости перемещения объекта относительно датчика. Частота излучаемого сигнала отличается от частоты излучаемого: ωотр=(ωизл±kνотнос; "+" - сближение, "-" - удаление.

Для излучения и приема ультразвуковых колебаний чаще все используют пьезоэлектрические датчики, на пониженных частотах* конденсаторные микрофоны, на более высоких используются магнитострикционные датчики.

Характеристики акустического датчика в основном зависят от рабочей частоты. С точки зрения повышения разрешения и уменьшения нижнего предела измеряемых расстояний частоту необходимо повышать, то при этом расчет затухания ультразвуковых волн и уменьшения дальности действия в связи с увеличением частоты (но при той же мощности).

Рис. 14 Эффект Доплера.

Акустический радар ближнего действия

Рис. 15 Электростатическая капсула.

Электростатическая капсула (ЭСК) - двунаправленный датчик, с помощью коммутатора k, управления ГнУ генераторам, подключается ток Г генератору излучаемого импульса, то к приемному каналу на предвар. - усилитель, затем еа усилитель преобразователь, затем фоточувствительный широтно-импульсный модулятор, и на измеритель временных интервалов.

Акустический дальномер

Рис. 16 АКУСТИЧЕСКИЙ ДАЛЬНОМЕР

ГнНЧ - генератор несущей частоты;

ГнИ - генератор импульсов;

И - излучатель;

М - микрофон;

Ум - усилитель мощности;

т - временная задержка дальности;

ГнС - генератор строба;

ИУ - избирательный усилитель, настроенный на несущую частоту;

СхР - схема разрешения;

ГнСИ - генератор счетных импульсов;

ИВИ - измеритель временных интервалов, счетчик импульсов.

Ф - формирователь;

Д - детектор;

ОУ - отчетное устройство (табло).

ГнИ генерирует импульс возбуждающий ГнНЧ (звуковой, ультразвуковой). После усиления он поступает на излучатель И цель задержки, канала, формирующего стробирующий импульс. Строб формируется так, чтобы передний строб соответствовал минимальному расстоянию, а задний максимальному расстоянию действия дальномера. Использование строба и СхР позволяет повысить помехоустойчивость, при приходе отраженного сигнала раньше переднего и позже заднего, прием их уверенный. Отраженный сигнал принимается микрофоном и подается на вход ИУ. Принятый сигнал детектируется и формируется по длительности и амплитуде, и подается как сигнал стоп для СИ, запущеный ранее от ГнИ. Время задержки дает расстояния, а стробирующий заканчивает измерение и обнуляет счетчик.