cảm biến sử dụng hiệu ứng doppler

LỜI NÓI ĐẦU Cảm biền tiếng Anh gọi sensor xuất phát từ chữ sense theo nghĩa tính từ cảm nhận.Đã từ lâu cảm biến sử dụng phận để cảm nhận phát vài năm trở lại chúng thể hiên rõ vai trò quan trọng hoạt động người Nhờ tiến khoa học công nghệ lĩnh vực vật liệu, thiết bị điện tử tin học,các cảm biến giảm thiểu kích thước , cải thiện tính ngày mở rộng phạm vi ứng dụng Giờ lĩnh vực mà không sử dụng cảm biến chúng có mật hệ thông tụ động phức tạp, người máy kiểm tra chất lượng sản phẩm tiêt kiệm lượng chống ô nhiễm môi trường.cảm biến ứng dụng rộng rãi lĩnh vực giao thông vận tải , hàng tiêu dùng,bảo quản thực phẩm ôto, trò chơi điện tử… Tât loại cảm biếu sử dụng số hiệu ứng vật lý đinh Nhưng có lẽ sử dụng nhiều hon hiệu ứng Doppler.Những cảm biến sử dung hiệu ứng sử dụng nhiều đời sống hang ngày thiêt bị điện tử tinh vi hay áp dụng lĩnh vục quân sự, y tế… Dưới xẽ nghiên cưu số cảm biến cụ thể sử dụng hiệu ứng Doppler mà hay gặp I.Hiệu ứng Dopper 1.Định nghĩa Hiệu ứng Doppler hiệu ứng vật lý, đặt tên theo Christian Andreas Doppler, tần số bước sóng sóng âm, sóng điện từ hay sóng nói chung bị thay đổi mà nguồn phát sóng chuyển động tương người quan sát 2.Biêu thức toán học Đối với sóng chuyển động môi trường, sóng âm, nguồn sóng người quan sát chuyển động tương đối so với môi trường Hiệu ứng Doppler lúc tổng hợp hai hiệu ứng riêng rẽ gây hai chuyển động Tần số tăng lên nguồn tiến phía người quan sát, giảm nguồn xa người quan sát(với điều kiện chuyển động nguồn người chuyển động đều) Cụ thể, nguồn di động môi trường phát sóng với tần số nguồn f0, người quan sát đứng yên môi trường nhận tần số f: với c tốc độ lan truyền sóng môi trường, v thành phần vận tốc chuyển động nguồn so với môi trường theo phương đến người quan sát (âm phía người quan sát, dương ngược lại) Tương tự, nguồn đứng im người quan sát chuyển động: Đối sóng điện từ (ví dụ ánh sáng), lan truyền mà không cần môi trường, hiệu ứng Doppler tính toán dựa vào thuyết tương đối 3.Một số ứng dụng Hiệu ứng sử dụng thiết bị radar dân dụng quân để xác định tốc độ, hướng khoảng cách từ radar tới vật di chuyển Không vậy, hiệu ứng Doppler cho phép bạn theo dõi hướng bão giúp cho việc chuẩn bị đối phó với bão dễ dàng Các radar áp dụng hiệu ứng Doppler phát sóng để xác định vât thể di chuyển (ví dụ máy bay bay không trung) Sự khác sóng phản xạ lại sóng ban đầu phát giúp cho radar xác định xác vận tốc vật thể di chuyển Để xác định bão, radar phát sóng điện từ lên không trung Các sóng điện từ đập vào bão (các hạt nước nhỏ băng không trung) phản xạ lại Radar nơi khác nhận lại sóng phản xạ phân tích liệu để xác định xem liệu có bão hay không mức độ tàn phá Hiệu ứng Doppler sử dụng máy đo tốc độ cảnh sát đường Trong tự nhiên, dơi loài vật sử dụng hiệu Doppler để “nhìn” định hướng bay II.Một số cảm biến sư dụng hiêu ứng Doppler Hiệu ứng Doppler sử dụng nhiều loai cảm biến em xin trình bầy số loại cảm biến sử dụng hiệu ứng Doppler thường gặp đời sống 1.Súng bán tốc độ Đây công cụ hỗ trợ lực lượng cảnh sát giao thông có "tầm ngắm" khoảng 300m Hoạt động súng dựa nguyên tắc phản xạ ánh sang(hay sử dụng hiệu ứng Doppler) Ở giai đoạn "thô sơ", người ta đo khoảng cách từ máy đến vật cách phát sóng laser, tia phản xạ lại vào thu Máy dựa vận tốc ánh sáng (tương đương 30cm/một nano-giây), tính toán từ lúc phát đến lúc thu suy khoảng cách Súng laser phóng chùm ngắn tia laser sau đợi phản hồi lại từ xe.Súng tính toán số nano-giây cần thiết để tia laser về, chia cho để tính khoảng cách tới xe Ngày nay, loại súng hiển thị tốc độ người ta dùng, thay vào súng có kèm máy ghi lại hình ảnh đối tượng bị bắn 2.Hệ thống cảm biến đo lường a.Công nghiệp: Hiệu ứng Doppler để làm cho độ chình xác cao,tần số đo lưu lượng cao nonintrusive.Cả hai laser Doppler velocimeters (LDVs)và Doppler velocimeters âm (ADVs)đo vận tốc đòng chr chất lỏng.Các công cụ tính toán dòng chảy thục tế la hàm vận tốc chất lỏng áp suất Những lưu lượng kế tiên tiến kếp hợp kỹ thuật số radar Doppler vận tốc cảm ứng công nghệ có trình đọ xung siêu âm-echo cảm biến từ xa mở kênh đo dòng chảy.Nhạc cụ phát chùm tia radar Doppler kỹ thuột số tương tác với chất lỏng phản ánh tín hiệu tần số khác với ban đầu.Các lưu lượng kế so sánh tín hiệu phản ánh với tần số truyền để đo vận tốc hướng mà nước chuyển động.Dụa tính toán ,các dụng cụ phát mức chất lỏng tính toán dòng chảy cách nhân vận tốc trung bình chất lỏng địa bàn b.ứng dụng hệ thống đo lường +)ứng dụng hệ thống phát va chạm:hệ thống phát va chạm xe cung cấp hình ảnh âm cảnh báo khoảng cách tương độ xác vái cm.Trong thời gian kiểm soát hành trình thích ứng,hệ thống cảnh báo người lái xe xe số lùi,hoặc xe khác qua gần.Ô tô thực hỗ trợ đõ xe hệ thống sử dụng thiết kế nguyên tắc,gửi tin hiệu âm va phát hiên môt trở ngại thong qua việc tập kêt tin hiệu truyền đi.Các hệ thống lày sử dụng mảng ba nhiếu chiều để cung cấp bảo hiểm đầy đủ phía sau xe Khi xe đua vào số lùi,hệ thống phát va chạm cảm biến truyền tín hiệu siêu âm.Các cảm biến phát đối tượng phía sau xe va gủi thông tin đến DSC, xử lý tín hiệu từ cảm biến lúc để ước lượng khoảng cách tốc độ đóng cửa xe chướng ngại vật đường xe DSC liên tục hoạt động liệu cảm biến truyền kết vào bảng điều khiển xe, nơi mà cảnh báo hình ảnh hay âm cung cấp +) Hệ thống đo vận tốc dòng chảy Laser sử dụng hiệu ứng Doppler: Kỹ thuật đo vận tốc hiệu ứng doppler laser (LDV) phương pháp giao hòa việc đo đạc từ xa không xâm lấn thành phần vector vận tốc điểm xác định xác không gian Ứng dụng rộng rãi kỹ thuật lĩnh vực đo dòng chảy lưu chất hay nhiều hệ thống quang học kết hợp với để tạo hệ thống đo đồng thời thành phần vector vận tốc Độ xác cao giúp cho kỹ thuật LDV ứng dụng cụ thể vào lĩnh vực đo đạc dòng chảy rối +)siêu âm Doppler: Siêu âm Doppler kỹ thuật siêu âm đặc biệt giúp đánh giá dòng máu chảy mạch máu, bao gồm động mạch tĩnh mạch thể bụng, cánh tay, chân, cổ Có loại siêu âm Doppler:  Siêu âm Doppler màu: dùng máy vi tính để chuyển giá trị Doppler thành chuỗi màu sắc để diễn tả tốc độ hướng dòng máu chảy bên mạch máu  Siêu âm Doppler lượng kỹ thuật nhạy cảm siêu âm Doppler màu có khả cung cấp thông tin chi tiết dòng máu, đặc biệt dòng máu nhỏ Tuy nhiên, siêu âm lượng không giúp cho  bác sĩ xác định hướng dòng máu mà thông tin trở nên quan trọng số trường hợp Siêu âm phổ Thay biểu diễn giá trị Doppler theo dạng trực quan, siêu âm Doppler phổ biểu diễn đại lượng dòng máu dạng biểu đồ dạng khoảng cách đơn vị thời gian 3.Radar thời tiếp: Hiệu ứng Doppler áp dụng hệ thống radar xung Doppler xác định vận tốc đối tượng đối tượng khác nhau.hệ thống ap dụng dư báo thới tiết phát vị trí mục tiêu đo vận tốc xuyên tâm mục tiêu.Hình ảnh Doppler radar theo dõi giọt nước mưa phong trào thực phân tích cường độ mua.Thiêt bi cung cấp thông tin dụ báo tin cậy nhiệt độ mặt nước biển,độ cao song ,bề mặt áp lực.vv… Lời cảm ơn Để hoàn thành đề tài với kết hôm nay, em nhận giúp đỡ hướng dẫn chuyên môn hỗ trợ tạo điều kiện mặt trình nghiên cứu,thực đề tài từ thầy bạn bè MỤC LỤC Lời nói đau………………………………………………………… I.Hiệu ứng Doppler…………………………………………………….2 1.Định nghĩa…………… ……………………………………… 2.Biểu thức toán học …….……………………………………… 3.Ứng dụng …….………………………………………….3 II.Một số cảm biến sư dụng hiêu ứng Doppler……………………… 1.Súng bắn tốc độ……….…………………………………………4 2.Hệ thống cảm biến đo lường…………………………………….5 3.Radar thời tiết……………….………………………………… Lời cảm ơn ………………………………………………………… 10 [...]... đau………………………………………………………… 1 I .Hiệu ứng Doppler ………………………………………………….2 1.Định nghĩa…………… ……………………………………… 2 2.Biểu thức toán học …….……………………………………… 2 3 .Ứng dụng cơ bản …….………………………………………….3 II.Một số cảm biến sư dụng hiêu ứng Doppler …………………… 4 1.Súng bắn tốc độ……….…………………………………………4 2.Hệ thống cảm biến đo lường…………………………………….5 3.Radar thời tiết……………….………………………………… 8 Lời cảm ơn ………………………………………………………… 10 ... Hiệu ứng Doppler sử dụng máy đo tốc độ cảnh sát đường Trong tự nhiên, dơi loài vật sử dụng hiệu Doppler để “nhìn” định hướng bay II.Một số cảm biến sư dụng hiêu ứng Doppler Hiệu ứng Doppler sử. .. ứng im người quan sát chuyển động: Đối sóng điện từ (ví dụ ánh sáng), lan truyền mà không cần môi trường, hiệu ứng Doppler tính toán dựa vào thuyết tương đối 3.Một số ứng dụng Hiệu ứng sử dụng. .. số cảm biến sư dụng hiêu ứng Doppler Hiệu ứng Doppler sử dụng nhiều loai cảm biến em xin trình bầy số loại cảm biến sử dụng hiệu ứng Doppler thường gặp đời sống 1.Súng bán tốc độ Đây công cụ