Експериментальне дослідження впливу рупора на чутливість ультразвукового далекоміра

Анотація

Розглянуто завдання, де виникає необхідність вимірювання точної відстані між об’єктами. Встановлено, що ефективними для вимірювання відстані є ультразвукові далекоміри завдяки їхній безконтактній роботі, високій точності, широкому діапазону вимірювань та здатності функціонувати в різних умовах. Використання рупора в ультразвукових далекомірах є досить поширеною практикою, оскільки вони дозволяють підвищити їх чутливість. Відомо, що існує багато різних типів рупорів, які відрізняються формою, розмірами та матеріалами. Однак, найпоширенішими з них є конічні рупори, які не вимагають складності при виготовленні та мають досить низьку вартість. Зпроєктовано та виготовлено за допомогою ЗD-друку шість варіантів дослідних рупорів з довжиною від 10 мм до 60 мм. Розроблено експериментальний стенд з поворотною платформою, який має приймача та передавача, між якими вимірюється відстань та діаграми спрямованості звукового тиску. Експериментальні дослідження проводились на відстанях від одного до трьох метрів з інтервалом 0.5 метра. Оброблено всі результати вимірювання та побудовані діаграми спрямованості для всіх випадків, використовуючи один з виготовлених рупорів. Представлено діаграми спрямованості саме для мінімальної і максимальної відстаней обраного діапазону. Дослідження показало, що застосування рупора довжиною 50 або 60 мм призвело до підвищення рівня звукового тиску на 10 дБ відносно вимірювань без рупора. Але при зменшенні довжини рупора менше 40 мм спостерігається зниження ефективності випромінювання звуку. Це пояснюється порушенням оптимальних умов для формування звукової хвилі, що призводить до втрат енергії та розширення діаграми спрямованості. Обґрунтовано вибір довжини рупора, при якій не відбуваються падіння ефективності випромінювання звукових хвиль.