Сделай Сам Свою Работу на 5

ОБЩЕТЕХНИЧЕСКОЕ ОБОСНОВАНИЕ РАЗРАБОТКИ УСТРОЙСТВА





Анализ исходных данных

 

На первоначальном этапе разработки ультразвуковых датчиков системы обнаружения движущегося объекта строили так, как это схематически показано на рисунке 1.2. Излучатель BF1 и приемник ВМ1 располагали на противоположных стенах помещения, под потолком (для снижения влияния внутренней обстановки). Излучатель BF1 возбуждал в пространстве помещения стабильные по частоте и амплитуде ультразвуковые колебания. Микрофон (приемник) ВМ1 преобразовывал принятый из пространства ультразвуковой сигнал в электрический. Далее, в электронном устройстве этот сигнал усиливался, детектировался и анализировался по амплитуде. В случае колебания амплитуды ультразвукового сигнала формировался сигнал тревоги.

 

Рисунок 1.2 – Принцип работы первоначальных ультразвуковых датчиков

 

Отчего же происходят колебания амплитуды принятого ультразвукового сигнала? Предположим, что помещение идеально, т. е. представляет собой герметически замкнутое пространство, ограниченное жесткими стенами. Поскольку излучение не является остронаправленным, к микрофону ВМ1 вместе с прямой волной приходят волны, отраженные от стен, потолка и пола. Энергия волны в зоне микрофона ВМ1, как, впрочем, и на любой поверхности помещения, есть результат интерференции всех подающих волн. Пока в помещении не происходит какого-либо перемещения отражающих или поглощающих поверхностей или изменения физических свойств среды, интерференционная картина, а значит и уровень энергии волны в каждой точке, будут постоянны.



Любое движение в помещении приведет к изменению пути прохождения ультразвуковых волн, а следовательно, к изменениям интерференционной картины. Это приведет к колебаниям амплитуды выходного сигнала микрофона ВМ1. Регистрируя эти колебания, можно обнаружить перемещение в замкнутом пространстве.

Данный способ обнаружения подвижных объектов обеспечивает очень высокую чувствительность при высокой экономичности, поскольку волна от излучателя BF1 к приемнику ВМ1 проходит через помещение по наиболее короткому пути, а следовательно имеет наименьшее затухание.

Однако в реальных условиях эта система практически неработоспособна из-за чрезвычайно высокой вероятности ложных срабатываний. Система реагирует даже на поток воздуха, т. к. сложение скорости звука со скоростью воздуха изменит характер прохождения волны, что будет воспринято микрофоном ВМ1 как перемещение объекта.



Для повышения устойчивости системы излучатель BF1 и приемник ВМ1 располагают на одной стене, как показано на рисунке 1.3.

 

 

Рисунок 1.3 – Принцип работы современных ультразвуковых датчиков

 

Длина пути волны увеличивается в два раза, что потребует значительного увеличения излучаемой мощности. Но при этом из-за того, что волна проходит через поток воздуха дважды – туда и обратно, приращение скорости взаимно компенсируется, что и повышает устойчивость устройства к ложным срабатываниям в условиях относительно равномерных потоков воздуха, движущихся в любых направлениях.

Несмотря на достоинства, детектирование с использованием эффекта Доплера не снимает полностью проблему ложных срабатываний. Существует определенный предел интенсивности воздушных потоков и других факторов, выше которого датчик будет регистрировать ложные перемещения.

 

2.2 Формирование основных технических требований к разрабатываемой конструкции

 

Технические условия ТУ — это документ, устанавливающий технические требования, которым должны удовлетворять конкретное изделие, материал, вещество и пр. или их группа[5]. Кроме того, в них должны быть указаны процедуры, с помощью которых можно установить, соблюдены ли данные требования.

Технические условия являются техническим документом, который разрабатывается по решению разработчика и/или изготовителя или по требованию заказчика (потребителя) продукции. Технические условия являются неотъемлемой частью комплекта конструкторской или другой технической документации на продукцию, а при отсутствии документации должны содержать полный комплекс требований к продукции, ее изготовлению, контролю и приемке.



Технические условия разрабатывают на одно конкретное изделие, материал, вещество или несколько конкретных изделий, материалов, веществ и т. п. (тогда указывается код по ОКП на каждое изделие, материал и пр.) Требования, установленные техническими условиями, не должны противоречить обязательным требованиям государственных или межгосударственных стандартов, распространяющихся на данную продукцию.

Состав, построение и оформление технических условий должны соответствовать требованиям ГОСТов, входящих в систему ЕСКД.

Технические условия и стандарты в соответствии с законом о техническом регулировании не являются обязательными для выпуска продукции за исключением ряда видов продукции, например технических устройств, используемых на опасных производственных объектах[6].

На изделия машиностроения и приборостроения технические условия обозначают как и другие неосновные конструкторские документы по ГОСТ 2.201 (три группы знаков, разделенных точками, с кодом документа в конце):

– четырехзначный буквенный код организации-разработчика (или код, выделенный при централизованном присвоении обозначения);

– шестизначный цифровой код классификационной характеристики, присвоенный изделию и конструкторскому документу по ОКП;

– трехзначный цифровой порядковый регистрационный номер документа;

– код документа по ГОСТ 2.102 — «ТУ».

Пример: АБВГ.123456.789ТУ, где АБВГ — код организации-разработчика, 123456 — код изделия по Классификатору ЕСКД, 789 — порядковый регистрационный номер.

На материалы, вещества и т. п. обозначение технических условий рекомендуется формировать следующим образом: код «ТУ», затем 4 группы цифр, разделенных дефисами:

– код группы продукции по классификатору продукции страны-разработчика технических условий (в России — код группы продукции — первые четыре цифры по Общероссийскому классификатору продукции ОКП);

– трехразрядный регистрационный номер, присваиваемый разработчиком;

– код предприятия разработчика технических условий по классификатору предприятий страны-разработчика технических условий (в России — код предприятия по Общероссийскому классификатору предприятий и организаций ОКПО);

– две (с 2000 года – четыре) последние цифры года утверждения документа.

Пример: ТУ 1115-017-38576343-2013, где 1115 – код ОКП, 38576343 – код ОКПО.

Таким образом, к проектируемому охранному ультразвуковому адресному извещателю предъявляются следующие требования.

Напряжения питания 12 В;

Дальность действия не менее 5 м;

Интерфейс передачи данных RS485;

Установка адреса программно;

Метод детектирования частотный;

Ток потребления не более 10 мА.

Диапазон рабочих температур от -10 до + 40 °С.

Устойчивость к климатическим воздействиям по ГОСТ 15150-69 УХЛ 3,1.

Габаритные размеры не более 150х100х30 мм.

Коэффициент заполнения по объему не менее Кз= 0,5.

Масса изделия не более 100 г.

 

 








Не нашли, что искали? Воспользуйтесь поиском по сайту:



©2015 - 2024 stydopedia.ru Все материалы защищены законодательством РФ.