Ультразвуковой датчик уровня

[OakRidge]

Есть наработка на TDC1000. Используется незалитая пьезо пластина. Пластина просто приклеена к днищу бака, 2 раза обрызнута лаком. Работает, эхо прекрасно видно на осциллографе, даже полное усиление чипа не включено.
Однако радость долгой не бывает. Руководство нашло бронированый датчик, пьезо пластина запихнута в алюминевый стакан, залита твердой смолой. Подключил к своему прибору, эхо ноль.
Хорошо пришел и блок управления бронированого датчика. Изучение показало, что импулсы возбуждения 50Vpp, у меня же 3V. У бронированого трехкаскадный усилитель на LC контурах, у TDC1000 2 широкополосных усилителя с максимальным усилением 100.
Прикидки с потолка говорят, что еффективность излучения бронированого сенсора в 10 раз хуже чем голого. И еффективность приема тоже в 10 раз хуже.
Ну все равно залить колокол свинцом и ждать чтоб звенел громко и чисто.
Алюминевый стакан ладно, броня. Да если вместо твердой смолы для заливки употребить эластичный силикон думаю результат будет лучше

[akegor]

если вместо твердой смолы для заливки употребить эластичный силикон думаю результат будет лучше

Не будет. Будет демпфирование, которое сигнал совсем потушит.
Где-то в Книгах была книга (даже, вроде, две) по гидроакустике (в этом году, точнее не скажу). Там хорошо все описано. Большое влияние оказывает форма и т.д.
Если очень надо - поищите, почитайте.

[индюк]

звуковая волна работает по тем же законам что и радиоволна.
то есть на границе раздела сред отражение. поэтому надо искать такую заливку которая будет имеет (аналог мю) близкий к воде ну или где там оно у вас плавает.

я думаю все давно изобретено и есть какие то гели заливочные для этого дела.
просто поискать в гугле

[OakRidge]

на границе раздела сред отражение

Сие однозначно так. Потери на отражение огромные.
Пробую отвертется, на плате бронированого датчика трансформатор, 3 катушки.
Трансформатор на 2МГц еще надо поискать готовый
И катушки надо настраивать
Везде потери, шумы и прочие пакости.
А конструкция датчика как для батискафа. Несериозно както.
В ущерб чувствительности усложнили электронику
Узнал, есть магнитострикционные датчики уровня. Лапки чешутся. Да отогнали.
Вобщем бардак продолжается, устойчиво

[индюк]

только я одно не понял - о чем вообще речь то???
с чем и заем вы боритесь?
почему руководству замандило залить пластину в стакан??

[Master-TV]

OakRidge, в рыбацких эхолотах не видели как сделано? Приклеена одна плоскость к стакану, боковая поверхность пластины обернута пористым 2-х сторонним скотчем, задняя часть пластины накрыта (приклеена) губчатой резиной и все это залито герметиком.

[skv8016]

А поподробней насчет бронированного узнать можно? Какая модель, для каких целей позиционируется производителем?
Просто в ультразвуковом датчике есть несколько важных моментов
Классическая компоновка это бутерброд из 3-х слоев
- согласующий слой(Matching layer) с акустическим импедансом больше среды и меньше пьезоэлемента
- пьезоэлемент
- демпфирующий слой(backing layer)
может быть еще защитный слой, если согласующий не может контактировать со средой.
Дык вот согласующий слой для работы на одной частоте по толщине должен быть кратен нечетному числу четверти длинны волны(т.е. λ/4.. 3λ/4 .. 5λ/4 и т.д) Причем имеется ввиду длинна волны в материале слоя. Если сделать толщину кратную половине длинны волны, то сигнал отраженный от границы раздела "согласующий слой/вода или защитный слой) будет складываться в противофазе с излученным пьезоэлементом.
Демпфирующий слой подбирается в зависимости от задачи. Если требуется разрешение по расстоянию, то добротность излучателя должна быть как можно меньше(для толщиномеров она меньше единицы), но в этом случае резко падает чувствительность на прием. В случае если нужно обеспечить чувствительность, добротность повышают(например в качестве демпфера используют пенополиуретан, пробку и т.п.)
Раскачивать могут напряжениями в несколько сотен вольт. Часто используются каскады усилителей без трансов, в этом случае на прием чувствительность выше.
Еще важный момент, это согласование импедансов генератора и датчика, так тоже можно повысить излучаемую мощность до нескольких раз.
В общем, если вы делаете средство измерения с заданными точностными характеристиками, то надо заморочиться и сделать правильно. Если это просто индикатор уровня с допустимым большим разбросом, то можно делать как угодно, за исключением согласующего слоя

[OakRidge]

Измерение уровня топлива в баке грузовика. Монтаж снизу бака, потому и бронирован.
Точность +- лапоть. Грузовик едет, топливо плескается. Если остановится на неровном месте черт что покажет.
Датчик думаю разрезать.
Примитивный усилитель на транзисторах присобачил, поковырял плату, параметры TDC подшаманил, эхо появилось

[OakRidge]

Пьезо пластина диаметром 13мм, толщиний 1мм. Сзади преклеен диск пробки (кора дуба) демпфирующий слой толщиной 0,5мм. Согласующий слой 1мм. Залито твердой черной смолой.

[mike-y-k]

Юлий, а почему таки сверху не поставить?
Граница раздела сред воздух-жидкость хорошо определяется.