Ультразвуковой анемометр

[M S]

Maniak003, добрый день!

Могли бы вы изготовить два анемометра по моему техническому заданию?

[Maniak003]

Извините, производством не занимаюсь. Помочь с консультациями в меру своих знаний - всегда пожалуйста. Опишите свои пожелания, попробую, что то посоветовать.

[Andrey_B]

Китайцы таки начали лепить УЗ измерители скорости и направления ветра.

https://www.ozon.ru/product/alyuminievy ... 1%80%D0%B0


https://www.ozon.ru/product/datchik-pog ... 1%80%D0%B0



https://aliexpress.ru/item/100500678265 ... 8281134566

[Zidanoff]

Только китайские экземпляры показывают глупости вместо ветра. Проверено.

[Andrey_B]

Zidanoff, при цене 10..100к руб это удивительно. Ну значит точно надо пытаться делать своё. Датчиками от автомобильного парктроника уже закупился, осталось только время найти на эксперименты.

[Zidanoff]

До 30 тыс делать нечего. После 100 тыс начинаются экземпляры более похожие, их не тестировали.

[Maniak003]

[uquote="Zidanoff",url="/forum/viewtopic.php?p=4675348#p4675348"]До 30 тыс делать нечего. После 100 тыс начинаются экземпляры более похожие, их не тестировали.[/uquote]

Тестировал, точность показаний (в не подвижной среде) около 0.2m/s. Но есть проблема с турбулентностью в сильных потоках, показания начинают прыгать на +/- 5 - 6 m/s. Т.е конструкция с вынесенными датчиками кажется более предпочтительной. Но есть трудности с защитой от воздействия внешней среды.

[сэм]

Заведомая мудня, т.к скорость ветро.- это усредненный показатель. Порывы, вихри , плотность воздуха должы исключаться

[Andrey_B]

По картинкам не понятно, как китайцы решают проблему помехи от прохождения УЗ по материалу корпуса. Дело осложняет ещё и то, что они применяют схему, по которой УЗ колебания от передающего датчика до приёмного проходят переотражаясь от поверхности корпуса. Это ведь не может не влиять на результаты. Значит как-то фильтруют данные.

ЗЫ: может мы вообще всё усложняем? Подвесить круглый конус на нитке остриём вниз, а снизу отслеживать перемещение острия. Выбрать подходящие размеры и массу, принять меры против резонанса, чём не решение задачи?

[Maniak003]

Тогда лучше тензорные датчики применить.

[Andrey_B]

Но есть трудности с защитой от воздействия внешней среды.

Недорогие датчики от автопарктроника уже герметизированы. Правда по параметрам не самые лучшие.

[Maniak003]

[uquote="Andrey_B",url="/forum/viewtopic.php?p=4676097#p4676097"]Недорогие датчики от автопарктроника уже герметизированы. Правда по параметрам не самые лучшие.[/uquote]

Задача не в том, что бы датчик не промок, а в том, что бы не обмерзал и не не покрывался капельками влаги. Устройства с крышкой и переотражением частично решают эту задачу. А так, почти все датчики герметичные и для широкого диапазона температур.

[Bekar_spb]

Приветствую Вас. Скажите пожалуйста если использовать АЦП в контроллере Stm32 для определения времени дельта T, между излучением импульсов и их приемом. Это намного усложнит алгоритм обработки сигнала, по сравнению с компаратором. Который используется в данном проекте.

[Maniak003]

[uquote="Bekar_spb",url="/forum/viewtopic.php?p=4759254#p4759254"]Приветствую Вас. Скажите пожалуйста если использовать АЦП в контроллере Stm32 для определения времени дельта T, между излучением импульсов и их приемом. Это намного усложнит алгоритм обработки сигнала, по сравнению с компаратором. Который используется в данном проекте.[/uquote]

Точность при таком подходе возрастает, потому, что исключаются влияния конструкционных особенностей и температурная нестабильность самих датчиков. Вернее так: температура оказывает значительно меньшее воздействие на показания.

Как раз в версии с цифровой обработкой сигнала (преобразование Гильберта с последующей интерполяцией), без проблем получается точность 0.1 м/с. Датчики должны быть на 200кГц или выше.

Эта версия проекта находится в заброшенном состоянии, но все, что требуется для продолжения имеется в исходниках проекта. Для реализации цифровой обработки, требуется МК с большим объемом как оперативной так flash памяти и плавающей арифметикой. stm32g473cbt6 - показал достойные результаты и мне кажется вполне достаточным.

Компаратор не получится использовать для определения задержки между сигналами. В версии с компаратором используется совсем другой принцип - измерение сдвига фаз. Все подробно было описано в этой теме.

[Bekar_spb]

Благодарю Вас за подробный ответ. По поводу компаратора я понял. Просто необходимо было обозначить, различные способы определения задержки. Ваш ответ услышал, согласен с ним.
Т.е если у меня в данный момент используется частота 40кГц получить точность ±1 м/с теоретически возможно.
По поводу контроллера использую stm32L476rgt6 он не хуже по параметрам чем G473CBT6 поэтому скорее всего преобразование Гилберта с последующей интерполяцией он должен осилить. Скажите пожалуйста возможно ли использование готовых библиотек для DSP обработки может быть есть опыт. Я пользуюсь CubeIDE поэтому именно в этом компиляторе, хотелось бы реализовать, измерение времени между отправкой и приемом 4-х импульсов.

[Maniak003]

[uquote="Bekar_spb",url="/forum/viewtopic.php?p=4759539#p4759539"]Т.е если у меня в данный момент используется частота 40кГц получить точность ±1 м/с теоретически возможно.[/uquote]

У меня получалось 0.5м/с, на интервале температур -20 / +30. Но этот проект на фазовом методе. Для получения реальной задержки, требуется более высокая частота или значительно большие расстояния между датчиками. Расстояния больше 15 - 20 см. приводят к сильному затуханию сигнала и влиянию помех при больших скоростях ветра.

[uquote="Bekar_spb",url="/forum/viewtopic.php?p=4759539#p4759539"]По поводу контроллера использую stm32L476rgt6 он не хуже по параметрам чем G473CBT6 поэтому скорее всего преобразование Гилберта с последующей интерполяцией он должен осилить. Скажите пожалуйста возможно ли использование готовых библиотек для DSP обработки может быть есть опыт. Я пользуюсь CubeIDE поэтому именно в этом компиляторе, хотелось бы реализовать, измерение времени между отправкой и приемом 4-х импульсов.[/uquote]

DSP - это хороший вариант, но все же мною был выбран matlab. Хотя dsp - более эффективен, но менее нагляден в процессе отладки. На github лежат исходники с обработкой из matlab'а. Для импульсной функции, нужно подготовить данные с конкретных датчиков. Опять же проще сделать в matlab.

[Alt@ir]

Хе хе. У меня вот так получалось
https://youtu.be/GfyMcGVYVfs?si=hpEYHXzYbdZspSX7

Добавлено after 1 hour 24 minutes 46 seconds:


Пайплайн был такой.
Через ДМА принимал в буфер значения АЦП, затем в цифровом виде КИХ полосовик на 40 кГц, затем выпрямление и грубый поиск начала импульса методом наименьших квадратов с образцом начала. Потом интерполяцией находил время пересечения 0 - это и было время прохождения импульса.

Дальше не делал - случайно при генерации проекта кубом затер весь проект, переделывать сил не нашел. Пока лежит пылится.