Details

Autor(en) / Beteiligte

• Quellmalz, Andreas
• Henning, Bernd[Akademischer Betreuer]
• Kupnik, Mario[Akademischer Betreuer]

Titel

Blindzonenfreie Ultraschall-Abstandsmessung in Luft

Ort / Verlag

Paderborn

Erscheinungsjahr

2020

Link zum Volltext

• Hochschulschriften Visual Library - Scan2Web Hochschulschriften UB Paderborn (s2w-hsspadubpb)
• Hochschulschriften Visual Library - Scan2Web Hochschulschriften UB Paderborn (s2w-hsspadubpb)

Link zu anderen Inhalten

• Volltext
• Volltext

Verknüpfte Titel

Beschreibungen/Notizen

• Tag der Verteidigung: 04.12.2020
• Open Access
• ger: Luft-Ultraschall-Abstandssensoren sind in der Regel mit nur einem Schallwandler aufgebaut.Dadurch verringert sich der konstruktive Aufwand und die aktive Fläche für dasSenden und Empfangen ist maximiert. Während des Sendens und des Ausschwingenskann mit dem Schallwandler im Allgemeinen kein Empfangssignal detektiert werden.Dadurch entsteht eine Blindzone, die zu einem Mindestabstand für die Abstandsmessungführt. Diese Blindzone ist direkt von der Sendesignallänge abhängig. Daher können in derRegel nur kurze Sendesignale verwendet werden. Codierte Sendesignale, mit denen sichverschiedene Sensoren unterscheiden lassen und ein Übersprechen verhindert werdenkann, was zu Fehlmessungen führen würde, scheiden daher meist aus.Im Rahmen dieser Arbeit wurde ein Messverfahren entwickelt, das auf einer modellbasiertenSende-/Empfangssignal-Trennung basiert. Dadurch lässt sich der Mindestabstanderheblich reduzieren. Abhängig von den verwendeten Schallwandlern ist damit sogareine Messung bis zum Abstand null realisierbar. Das Verfahren basiert auf einer Online-Modellparameteridentifikation für ein Modell, welches das elektrische Verhalten desSchallwandlers beim Betrieb über einen Vorwiderstand beschreibt. Dazu werden dasGenerator- und das Schallwandlersignal digitalisiert. Anschließend ist es möglich, daselektrische Empfangssignal zu schätzen.Das Verfahren wird mit mehreren Schallwandlern untersucht. Dabei werden für dasMessverfahren notwendige Parameter des Schallwandlers ermittelt.Weitere Bestandteileder durchgeführten Untersuchungen sind die Wahl einer geeigneten Codierung und einergeeigneten Modulation für die verwendeten Sendesignale.
• eng: Most industrial air ultrasonic distance sensors are based on a single transducer. Such aconstruction is simplified and the transducer area used for transmitting and receivingis maximized. Within this setup an electrical received signal cannot be detected duringtransmitting. This leads to a minimum distance for distance measurement called blindzone.It depends on the length of the transmitted signal. This prevents usage of long, codedsignals which could be used to reduce crosstalk in a multi sensor environment.In this work a new measuring method realizing a simultaneous transmit and receiveoperation is developed. Thereby the blindzone can be reduced significantly. Depending onthe used transducer a blindzone free measurement can be realized. The method is based onan online parameter identification of the electrical system, comprising the transducer and aseries resistor. Therefore the generator signal and the electrical received signal are digitized.The developed digital signal processing algorithm estimates the electrical received signal.During this work the measuring method is evaluated with different transducers. Therebynecessary transducer parameters important for the method are determined. Another partof the work is the evaluation of different transmitting signals and modulation methods.