| Авторы |
Савенков Александр Валерьевич, соискатель, Пензенский государственный университет (Россия, г. Пенза, ул. Красная, 40)
Першенков Петр Петрович, кандидат технических наук, профессор, кафедра физики, Пензенский государственный университет (Россия, г. Пенза, ул. Красная, 40), peter@pnzgu.ru
|
| Аннотация |
Актуальность и цели. Целью статьи является анализ возможных решений для измерения уровня жидких веществ и предложение оптимальных способов для инновационного проектирования датчиков уровня жидких веществ, используемых для измерительных целей.
Материалы и методы. Проанализирована аналогия между распространением волны в акустической среде и линией передачи, что позволяет описывать электромеханическую передачу сигнала в пьезоэлектрическом материале, который является основой рабочего элемента ультразвукового преобразователя. Задача предварительного моделирования ультразвуковых систем сводится к построению модели ультразвукового преобразователя с применением электрических компонентов, таких как линия передачи и управляемые источники тока и напряжения.
Результаты. Предложена методика для компьютерного моделирования выходного сигнала с ультразвукового преобразователя на начальном этапе инженерного проектирования готового электронного изделия.
Выводы. Предлагаются рекомендации по проектированию датчиков уровня жидких веществ с учетом возможностей компьютерного моделирования для гарантированной надежной работы в реальных условиях при решении измерительных задач различной сложности.
|
|
Ключевые слова
|
ультразвуковой преобразователь, линия передачи, модель Лича, акустическая волна, измерение.
|
| Список литературы |
1. Yogendra, B. Gandole Computer modeling and simulation of ultrasonic system for material characterization /
B. Yogendra // Modeling and Numerical Simulation of Material Science. – 2011. – Vol. 1. – Р. 1–13.
2. Mason, W. P. Electromechanical Transducers and Wave Filters / W. P. Mason // Van Nostrand. – New York, 1942.
3. Redwood, M. Transient Performance of a Piezoelectric transducer / M. Redwood // Journal of the Acoustical Society of America. – 1961. – Vol. 33, Issue 4. – Р. 527.
4. Leach, W. M. Controlled-Source Analogous Circuits and SPICE Models for Piezoelectric Transducers / W. M. Leach // IEEE Transactions on Ultrasonics, Ferroelectrics and Frequency Control. – 1994.–Vol.41.–Р.60–66.
5. Puttmer, A. SPICE Model for Lossy Piezoceramic Transducers / A. Puttmer, P. Hauptmann, R. Lucklum, O. Krause and B. Henning // IEEE Transactions on Ultrasonics, Ferroelectrics and Frequency Control. – 1997. – Vol. 44, № 1. – Р. 60–66.
6. Kinsler, L. E. Fundamentals of Acoustics / L. E. Kinsler, A. R. Frey, A. B. Coppens, J. V. Sanders. – 3nd Ed. – Wiley ; New York, 1982.
7. Cheng, D. K. Field and Wave Electromagnetics / D. K. Cheng. – 2nd Ed. – Addison-Wesley, 1989.
8. Лявин, Ю. Сигнализаторы уровня производства НПК «ТЕКО» / Ю. Лявин // Критерии выбора и рекомендации по применению. Компоненты и технологии. – 2012. – № 1. – С. 42–45.
9. Соснин, Д. А. Разработка канала ИИС для измерения уровня жидкости ультразвуком / Д. А. Соснин, Ю. Г. Кузьмин // Ползуновский альманах. – 2014. – № 1. – С. 190–191.
10. Meribout, M. A new ultrasonic-based device for accurate measurement of oil, emulsion, and water levels in oil tanks / M. Meribout, M. Habli, A. Al-Naamany, K. Al-Busaidi // Instrumentation and Measurement Technology Conference. – 2004. – Vol. 3. – P. 1942–1947.
|
