Здравствуйте!
Возможно мой вопрос не совсем в тему, но тоже про направленный ультразвук Подскажите пожалуйста по конструкции рупора для УЗИ от парктроника. Хочу его использовать для оценки глубины, расстояния до воды, в колодце. Диаметр колодца 1 метр, максимальная глубина (минимальный уровень воды) 4 метра.
Штатный датчик парктроника работает на частотах 40.8 – 41.1кГц.
Датчик имеет достаточно широкий угол приёма/передачи в результате чего, поместив датчик в колодец, излучение отражается от стенок на глубине чуть более метра и измерять воду более 1 метра не в состоянии. Экспериментальным путём для оценки возможности использования, датчик был помещён в трубку с утеплителем для труб и утоплен на глубину около 2см. Измерения стали стабильными на всех уровнях воды в колодце. Датчик простоял так почти год. После чего я принял решение, что с рупором будет гораздо лучше, т.к. увеличится уровень сигнала, что добавит стабильности. Ведь теплоизолятор и поверхность датчика в мороз набирали конденсата и стали появляться погрешности измерений, которые получалось убрать протерев поверхность.
В поисках решений для изготовления рупора, столкнулся с проблемами, тема очень сложная для полного погружения. Я решил пойти по пути наименьшего сопротивления, искать похожий вариант и попытаться его повторить.
Статья, подход и исследования
C-K очень понравились и вдохновили меня на следующий эксперимент с изготовлением металлического цилиндрического рупора.
Экспоненциальные и гиперэкспоненциальные рупоры используют для работы в широком спектре частот акустических систем и сразу были отброшены. Конический рупор должен лучше всех работать в узком диапазоне частот и я решил выточить его в виде цилиндра и приклеить к излучателю. Ниже набросал чертёж колодца и УЗ-излучателя с будущим рупором:
Возникло много вопросов, на которые надеюсь поможете ответить:
1. Какой материал лучше использовать и насколько это критично, учитывая что использоваться будет в среде с постоянной влажностью. Планирую попробовать выточить из дюрали (с последующей анодировкой) или латуни с последующим химическим лужением.
2. Будет ли оптимален угол 12,5 градусов, как рекомендовал автор для решения задачи: не попасть в стенку колодца.
3. Какую длину рупора использовать, 2 длины волны, с учётом что температура воздуха меняется в незначительных пределах, от +20°С до +5°С градусов? Если взять 2 длины волны при +10°С то λ = 337м/с / 41кГц = 8.23мм; 2*λ ≈ 16.5мм.
4. Как лучше состыковать излучатель с рупором, плотно приклеить или через зазор, используя демпфирующий материал (полиуретановый герметик)?
5. Какой входной диаметр рупора использовать предпочтительнее, приближенный к самому излучателю d=12.2мм или к корпусу 16мм?
***
Надеюсь, выскажете своё мнение, даже если нет 100% уверенности, не боясь что кто-то закидает санными тряпками
Вопросов по работе измерений нет, т.к. для вычисления скорости звука используется датчик температуры. И получившейся точности более чем достаточно для оценки.
Последний раз редактировалось
ILYA_Zzz Вт апр 02, 2024 11:23:59, всего редактировалось 1 раз.