И снова об ультразвуке, Ультразвуковой радар, вопросы Опции

[Artiom18]

Собственно в процессе выполнения дипломной работы возникли проблемы.
С помощью MAX232 раскачиваю УЗ излучатель (он же и приёмник) BPU-1640TOAH12. Размах порядка 25 В. Тут проблем нет.
Проблема в том, что визуально (осциллограф С1-71) с точки RX (см. рис.) наблюдается только зондирующий импульс длительностью 1/2f (12,5 мкс, пока что один, хотя экспериментировал и с пачкой из 8-ми) размахом около 1,5 В, эхо-сигнала не видно. Плоская металлическая пластина (порядка 20x30 см), расстояние менял от 10 см до полутора метров.
Какого порядка должна быть ориентировочно амплитуда эхо-сигнала при таких расстояниях?


Сообщение отредактировал Artiom18 - Apr 24 2012, 18:07

[Самоделкин]

Посмотрите на какие токи расчитан МАХ232 и какие вам необходимы для перезарядки емкости датчика .
Там просто мощности не хватает . МАХ 232 не расчитан для работы на такую нагрузку .
Эхо сигнал будет зависеть от среды в которой работает датчик .

[Artiom18]

Посмотрите на какие токи расчитан МАХ232 и какие вам необходимы для перезарядки емкости датчика .
Там просто мощности не хватает . МАХ 232 не расчитан для работы на такую нагрузку .
Эхо сигнал будет зависеть от среды в которой работает датчик .

Данная схемная реализация не оригинальная , поэтому должна быть рабочая, правда, даташита на тот излучатель (N1076) я не нашел, чтобы глянуть его емкость.
Среда – воздух.

Сообщение отредактировал Artiom18 - Apr 24 2012, 18:28

[Rst7]

Во-первых, после окончания зондирующего импульса переводите ли Вы оба выхода в 1 или в 0?

Во-вторых, а не слишком ли долго затухает сигнал после окончания передачи (и именно поэтому он маскирует приемный сигнал)? Для теста попробуйте поймать отражение вторым датчиком, просто подключив его на вход осциллографа.

[Artiom18]

Во-первых, после окончания зондирующего импульса переводите ли Вы оба выхода в 1 или в 0?

Действительно, об этом не подумал. Выходы после излучения находятся в разных логических состояниях.

Во-вторых, а не слишком ли долго затухает сигнал после окончания передачи (и именно поэтому он маскирует приемный сигнал)? Для теста попробуйте поймать отражение вторым датчиком, просто подключив его на вход осциллографа.

Теоретически для ускорения разряда, стоит R2, хотя номинал взят эмпирически (с потолка). Попробую со вторым датчиком.

[Rst7]

Действительно, об этом не подумал. Выходы после излучения находятся в разных логических состояниях.

Более того, это не совсем удачно, ибо на выходах MAX'а будет либо по +сколько-то вольт, либо по -сколько-то. А у Вас ноль приемника суть земля. Т.е. диоды будут просто отперты в одну сторону. Поставьте с выходов MAX'а конденсаторы - это снимет проблему с постоянной составляющей.

[MrAlex]

Пример отклика с 1.5 и 2 м.

Шкала примерно +-0.3V

[Artiom18]

Rst7, добавил разделительную емкость и кроме того, после излучения отключаю питание максу.

Уменьшил R2 до 3,9 кОм, „шлейф“ стал меньше, но похоже недостаточно, т.к. отклика всё еще не видно.
Второй датчик появится аж после празников, поэтому пока результатов нет.
Буду дальше экспериментировать.
MrAlex, спасибо за график, но не совсем понял, вся шкала ±0,3 В?

[Rst7]

Rst7, добавил разделительную емкость и кроме того, после излучения отключаю питание максу.

Не там их надо было ставить, а сразу с выходов T1OUT и T2OUT. А снятие питания - это такое, неизвестно, какой будет переходный процесс при этом.

[Artiom18]

Не там их надо было ставить, а сразу с выходов T1OUT и T2OUT. А снятие питания - это такое, неизвестно, какой будет переходный процесс при этом.

А какого порядка емкости должны быть? По 10 нФ только ухудшили ситуацию. Разряд длится еще дольше.

[Rst7]

Разряд длится еще дольше.

Вам надо делать так, чтобы на выходе не было постоянной составляющей. В Вашей схеме с этим довольно трудно.

[Artiom18]

Вобщем картина пока что такая.
Это на ноге излучателя:

Сама пачка из трёх импульсов (порядка 12 В) не влезла на экран.
Аналогично в точке RX (цена деления та же).

Вам надо делать так, чтобы на выходе не было постоянной составляющей. В Вашей схеме с этим довольно трудно.

То есть лучше применить раздельные излучатель/приёмник и не морочить голову?

[Rst7]

То есть лучше применить раздельные излучатель/приёмник и не морочить голову?

Именно.

[Artiom18]

купил второй датчик. По вашему совету подключил к осциллу, сигнал есть и напрямую и отраженный от объекта.
Однако, хотелось бы все-таки запустить с одним датчиком.

[proxi]

около 1,5 В, эхо-сигнала не видно.

ну дык диодики D1 надобно перенести. Приемник должен быть подключен, если хотите увидеть отклик.

[Artiom18]

ну дык диодики D1 надобно перенести. Приемник должен быть подключен, если хотите увидеть отклик.

Простите, куда перенести?
Естественно, есть и приёмная часть.

[Artiom18]

Да, с раздельными излучателем и приемником дело повеселей пошло.
А с одним датчиком уж потом буду ковырять.

Сообщение отредактировал Artiom18 - May 10 2012, 19:15

[aBoomest]

Доброго времени суток.
Подскажите пожалуйста тип УЗ передатчика и приемника, работающих в диапазоне примерно от 1 см (или менее) до 1 метра.
Большинство датчиков имеют разрешение 1 см и диапазон от 4 см до 4 метров.
Мне бы диапазон можно и по меньше, но по точнее бы. Разрешение бы хотябы пол сантиметра.
Существуют ли вообще такие модели?

Спасибо заранее.

[HardEgor]

Вот готовый пример с одним датчиком AN131 An Introduction to Acoustic Thermometry
Там и диаграмки все и схема подключения.
Датчики можно взять от автомобильных парктроников, можно еще у Murata взять, например MA300, MA400.
А точность будет зависеть от схемотехники, плюс от температуры, давления и влажности

[aBoomest]

Заказал на прошлой неделе МА400 серии.

А точность будет зависеть от схемотехники

О! Вот это больное место. Хочу сделать так:
после приемника поставить усилитель, и далее на ацп для того чтобы иметь оцифрованный отраженный сигнал.
Хочу цифровую обработку сигналов производить. Это вообще нормальная задумка, смысл в этом есть?

В сети большинство схемы по проще - усилитель + компаратор. Отраженный сигнал пришел и все, замеряется время от начала передачи, до приема.
А мне бы хотелось заняться ЦОС в этой области. Схемы которые есть в сети - позволяющие это сделать - на столько навароченные ну и плюс ко всему
как правило подробно не расписано какие элементы установлены. Короче хочется принятый сигнал оцифровывать, а как - пока только на уровне теории.

PS: Это все пока про приемный тракт. Передающий вроде бы по проще будет.

[HardEgor]

Расстояние измеряется через время от посылки до приема сигнала. Всё. Надо просто измерить временной промежуток. А что ты узнаешь дополнительно сделав ЦОС?
Если бы ты делал ФАР, т.е. запускал постоянную синусоиду на несколько излучателей, а потом принимал её на несколько приемников, чтобы получить картинку, тогда да, ЦОС просто необходим, как вообщем-то и сделано в медицинских УЗИ.

Заказал на прошлой неделе МА400 серии.

Только в него надо 400кГц подать, у тебя передатчик скорее всего не потянет.

[Massi]

читаем...покопаюсь еще может что найду

Прикрепленные файлы

 slaa136a.pdf ( 193.82 килобайт ) Кол-во скачиваний: 74
 AN_H60.pdf ( 1.05 мегабайт ) Кол-во скачиваний: 74
 AN_H56.pdf ( 1.17 мегабайт ) Кол-во скачиваний: 68

 

[aBoomest]

читаем...покопаюсь еще может что найду

Спасибо. Просмотрю/изучу.

PS:
Мне нужно ЦОС (это пока дело будущего, просто схема сразу нужна такая какая нужно) для обработки и коррекции данных пришедшего сигнала при условии горячей поверхности, от которой отражается сигнал, а так же при наличии препятствий (небольших) и при наличии эха от поверхностей находящихся рядом (но не тех для которых производится измерения) и находящихся под углом.

[HardEgor]

Если сигнал хочешь обрабатывать ЦОС с одного датчика - это практически нереально, надо ставить несколько приемников, тогда можно какую-то картинку получить. Но там требуются фундаментальные знания и практический опыт в математике ЦОС и физике ультразвука плюс схемотехника, а по твоим вопросам видны только начальные знания.

[Ruslan1]

Мне нужно ЦОС (это пока дело будущего, просто схема сразу нужна такая какая нужно) для обработки и коррекции данных пришедшего сигнала при условии горячей поверхности, от которой отражается сигнал, а так же при наличии препятствий (небольших) и при наличии эха от поверхностей находящихся рядом (но не тех для которых производится измерения) и находящихся под углом.

Про работу под поверхностью- это скорее уже ультразвуковую дефектоскопию нужно смотреть, тема очень хорошо обсмотрена со всех сторон. Но в первом приближении ЦОС для обнаружения неоднородностей и не нужен, достаточно получения отклика в отведенный временной интервал. С этим справляется любая ПЛМ, работающая на частоте временных засечек (у меня было 1 микросекунда, применительно к рельсам). Работало хорошо, простая обработка на уровне ПЛМ нормально отделяла "честное" болтовое соединение от дефекта, с выдачей сигнализации в реальном времени.У меня на прием работало кажется 12 датчиков (под разным углом), но не все из них излучали, некоторые только пассивно принимали чужое эхо
Само собой, все зависит от того, насколько известно что именно ищется. Может, и простой обработки логического сигнала достаточно, не обязательно в анализ аналоговых откликов вникать.

По железу-посмотрите схемы построения тракта ульразвуковых дефектоскопов, может что-нибудь интересное увидите.

[Nikols]

Уважаемые коллеги!Рискну немного отклониться от темы в этом разделе,хотя при упрощении этот прибор может определять расстояние:Итак,лет несколько назад наткнулся (у "НИХ"!) на СУПЕР-интересную разработку!!!(http://letitbit.net/download/48235.4dc3ebabbcb1962657c2926ae6f3/Self_made_homeGEOradar-P.Stephens.pdf.html ).Тогда это было мне "не по зубам".Пришлось прилично подучиться...Теперь-мог бы реализовать этот "супер-искатель" радарного типа на PSoC controller CY8C27443, с выводом на "com" порт PC! Но!!! программу обработки данных P.Stephens не дает там...
Посмотрите, пожалуйста, на этот "шедевр"!!!-для домашних самоделок!!!Уверен, многим захочется повторить!Это ведь-"ГЛУБИННЫЙ МЕТАЛЛОИСКАТЕЛЬ"!!!Заодно и мне поможете- в отыскании либо написании необходимой к нему ПРОГРАММЫ.
С уважением, Николай.

[aBoomest]

Здравствуйте.
Долго не получалось вернуться к этому делу, но вот возобновилось . . .
Собрал макет УЗ ПРД по схеме взятой из Ultrasonic distance measurement with the msp 430, стр 4 (но планирую подключатть к ПЛИС, а не к МК)


На осциллограмме приведены сигналы ПРД (желтый и бирюзовый - это два вывода пьезо ПРД относительно земли, красный - их сумма (правда не знаю зачем привожу его), и сереневый - это сигнал на ПРМ датчике). Приёмный сигнал осциллографирую просто с "голых" выводов датчика ПРМ. Может стоило его нагрузить на какое-то сопротивление? Увеличится ли от этого сигнал?
На ПРМ сигнал очень слабый, данная осциллограмма при расстоянии между датчиками 2 - 2.5 см. Если расстояние больше 7 см, то уже не видно абсолютно ничего. Если ставить на выходе ПРМ датчика усилитель, то присутствующий шум будет же также усиливаться как и информационный сигнал.



Одним словом прошу ваших комментариев по поводу того нормальный ли сигнал на приемнике.

Вопрос по нижеследующей схеме инвертирующего усилителя из того же источника.
R3, R4 нужны для смещения входного двухполярного сигнала с датчика в сторону положительных напряжений.
С5 - для подавления ВЧ составляющих в сигнале. (Хотя я до конца все равно не понимаю расчета)
Для чего нужны R6 и С4 на НЕинвертирующем входе (вход 3 - "+", вход 4 - "-" )



Вообще я собираюсь оцифровывать принятый сигнал, может кто посоветовать схемы с АЦП или хотябы модели АЦП которые можно применить в этом деле. (Питание 3.3 В) И вообще буду рад услышать любую информацию о подводных камнях связанных с АЦП и УЗ.

[aBoomest]

Вопрос про АЦП в силе. Спасибо.