Treść książki
Przejdź do opcji czytnikaPrzejdź do nawigacjiPrzejdź do informacjiPrzejdź do stopki
34
2.Pomiarygeometriikonstrukcji
przeznaczonychdopracywpowietrzudziałaprzyczęstotliwości40kHz.Mato
związekzoporempowietrza,któryrośniewrazzewzrostemczęstotliwościfali.
Dlategopraktycznewykorzystanieultradźwiękówwpowietrzuograniczonejest
zazwyczajdookoło60kHz[10].
Podstawądziałaniadalmierzyultradźwiękowychjestpomiarczasurozchodzenia
sięfaliultradźwiękowejwpowietrzuodchwilijejwyemitowaniadomomentu
powrotufaliodbitejodbadanejpowierzchni(tzw.echa).Dalmierzeemitują
periodyczne(okresowe)impulsyfalultradźwiękowych,któresąniesłyszalnedla
człowieka,alezachowująsiępodobniejakfaledźwiękowe,tzn.odbijająod
przeszkód.Echopowstajewwynikuodbiciafaliultradźwiękowejodjakiejkolwiek
przeszkody.Ponieważprędkośćdźwiękuwpowietrzujeststałaizależytylko
wniewielkimstopniuodtemperaturyorazciśnieniaatmosferycznego,więcodległość
możnaobliczyćzewzoru:
s=
tV
2
,
(2.1)
gdzie:s–mierzonaodległość,t–czasodwysłaniafalidoodebraniaecha,
V–prędkośćrozchodzeniasiędźwiękuwpowietrzu(343m/s).
Dalmierzeultradźwiękowemajązazwyczajmałyzasięg–od0,5mdo20m.
Błędypomiarowepowstająwtychurządzeniachnaskutekpomiarunieprostopadłego
dopowierzchnimierzonej,znacznejróżnicytemperatur,zmianciśnieniaatmo-
sferycznego,prowadzeniapomiarówwpomieszczeniachodużympoziomiehałasu
orazwystąpieniaprzeszkódnadrodzefaliultradźwiękowej.Ostatniazwymienionych
przyczynwystępujeniestetydośćczęsto.Faleultradźwiękowesąfalamikulistymi
irozchodząsięwewszystkichkierunkach.Jeżelinadrodzefaliznajdujesięjakaś
przeszkoda(np.inneelementykonstrukcji,mebleitd.),toczęśćultradźwiękowego
impulsuodbijasięiwracadourządzenia.Wówczaswnajprostszychdalmierzach
ultradźwiękowychmożedojśćdobłędnegopomiaru.Dlategopomiarrozpiętości
elementówkonstrukcyjnychnależyprzeprowadzaćwpustychpomieszczeniach.Jest
tooczywiścieistotnawadatychurządzeńiczynijeznaczniegorszymioddalmierzy
laserowych.Wpewnychsytuacjachdalmierzeultradźwiękowesąjednaklepsze,np.
przypomiarzegłębokościwypełnieniawodązbiornikap-poż.Gdybydotakiego
badaniazastosowanodalmierzlaserowy,punktpomiarowyniezatrzymałbysięna
płaszczyźniewody.Ponadtoproducenciwciążudoskonalająswojeurządzenia
–istniejąjużsystemyredukcjitzw.szumupomiarowegoorazproceduryanalizy
amplitudecha,którepozwalająwyeliminowaćpodstawowebłędypomiarowe.
Wceluułatwieniapracyproducencizaopatrujądalmierzedodatkowowurządzenia
laseroweemitującewiązkirozszczepionegoświatła,którepojawiająsięnapowierz-
chnibadanegoelementuwpostacipunktówrozłożonychnaobwodziekoła.Pomiar
niejestobarczonybłędem,gdywszystkiepunktyznajdująsięnapowierzchni
elementu,doktóregoodległośćjestmierzona.Winnychrozwiązaniachstosujesię
