डिजिटल अल्ट्रासोनिक दूरी मीटर का विकास
अल्ट्रासोनिक तरंगें गैसों, तरल पदार्थों और ठोस पदार्थों में अलग-अलग गति से फैलती हैं। उनके पास अच्छी दिशात्मकता, केंद्रित ऊर्जा, संचरण के दौरान छोटा क्षीणन और मजबूत परावर्तन क्षमताएं हैं। अल्ट्रासोनिक तरंगें एक निश्चित गति से दिशात्मक रूप से फैल सकती हैं और बाधाओं का सामना करते समय परावर्तन बनाती हैं। इस विशेषता का उपयोग करके, अल्ट्रासोनिक तरंगों को वापस लौटने में लगने वाले समय को मापकर वास्तविक दूरी की गणना की जा सकती है, इस प्रकार वस्तु की दूरी का गैर-संपर्क माप प्राप्त किया जा सकता है। अल्ट्रासोनिक रेंजिंग तेज, सुविधाजनक है और प्रकाश जैसे कारकों से प्रभावित नहीं होती है। इसका व्यापक रूप से हाइड्रोलॉजिकल स्तर माप, निर्माण स्थल माप, ऑन-साइट स्थान निगरानी, वाहन रिवर्सिंग बाधा का पता लगाने, मोबाइल मशीन प्रवेश का पता लगाने और स्थिति निर्धारण, और अन्य क्षेत्रों में उपयोग किया जाता है। इस लेख में डिज़ाइन किया गया डिजिटल अल्ट्रासोनिक दूरी मीटर अल्ट्रासोनिक राउंड-ट्रिप समय के दौरान काउंटर पर एक विशिष्ट आवृत्ति इनपुट के क्लॉक पल्स की गणना करता है, और फिर संबंधित माप दूरी प्रदर्शित करता है।
अल्ट्रासोनिक दूरी मीटर सर्किट संरचना और कार्य सिद्धांत
अल्ट्रासोनिक दूरी मीटर एक अल्ट्रासोनिक जनरेटिंग सर्किट, एक अल्ट्रासोनिक रिसीविंग एम्पलीफायर सर्किट और एक गिनती और प्रदर्शन सर्किट से बना होता है।
अल्ट्रासोनिक जनरेटिंग सर्किट
डुअल टाइमर EN556 (U2b) एक मोनोस्टेबल ट्रिगर बनाता है। R6 और C6 एक अंतर सर्किट बनाते हैं, और इसका कार्य है: जब बटन S2 दबाया जाता है, तो निम्न स्तर एक सकारात्मक और नकारात्मक शिखर पल्स बन जाता है, और VD1 के माध्यम से एक नकारात्मक शिखर पल्स प्राप्त होता है, जो मोनोस्टेबल ट्रिगर के फ्लिप को ट्रिगर करता है। मोनोस्टेबल फ्लिप आउटपुट का उच्च स्तर लगभग 1ms तक रहता है, यानी tw≈1.1R5C5≈1ms। EN556 (U2n) एक मल्टीवाइब्रेटर बनाता है जिसकी दोलन आवृत्ति f1=1/T1≈1/{0.7[(R1+R2)+2(R3+R4)]C3≈40kHz है। ऑसिलेटर दोलन को मोनोस्टेबल फ्लिप-फ्लॉप आउटपुट स्तर द्वारा नियंत्रित किया जाता है। जब मोनोस्टेबल ट्रिगर एक उच्च स्तर का आउटपुट देता है, तो मल्टीवीब्रेटर दोलन करता है, और EN556 का पिन 5 40kHz की आवृत्ति और लगभग 50% के कर्तव्य चक्र के साथ लगभग 40 आयताकार दालों को आउटपुट करता है। यह देखते हुए कि मल्टीवीब्रेटर स्टार्ट-अप चरण में अस्थिर है, इसे बड़ी संख्या में एम दालों को आउटपुट करने के लिए डिज़ाइन किया गया है। यदि आउटपुट दालों की संख्या बहुत कम है, तो उत्सर्जन की तीव्रता छोटी होगी और माप दूरी कम होगी। आर्द्रता सेंसर जांच, , स्टेनलेस स्टील इलेक्ट्रिक हीटिंग ट्यूब PT100 सेंसर, , कास्ट एल्यूमीनियम हीटर, हीटिंग कॉइल द्रव सोलनॉइड वाल्व। हालांकि, दालों की संख्या बहुत अधिक है और उत्सर्जन अवधि लंबी है। 74HC04 (U1) का U1a~U1e एक अल्ट्रासोनिक पल्स ड्राइव सर्किट बनाता है, जो अल्ट्रासोनिक भेजने वाले सेंसर को चलाने वाले पल्स वोल्टेज के आयाम को बढ़ा सकता है, प्रभावी रूप से विद्युत/ध्वनिक रूपांतरण कर सकता है, अल्ट्रासोनिक तरंगों को संचारित करने की क्षमता को बढ़ा सकता है, और माप दूरी को बढ़ा सकता है। 40kHz पल्स ट्रेन का एक पथ U1a के माध्यम से उलटा होता है, और फिर U1b और U1e के बीच समानांतर में जुड़े इन्वर्टर के माध्यम से उलटा होता है; दूसरा पथ U1c और U1d के बीच समानांतर में जुड़े इन्वर्टर के माध्यम से उलटा होता है।
