Tiempo de vuelo

El metodo de medicion del TOF basado en la deteccion de la amplitud nula de la envolvente, presentado por
C. Cai y P. Regtien, consiste en generar una forma de onda particular formada por dos trenes de pulso
consecutivos de una onda cuadrada de cuatro periodos. Debido a la interferencia entre las ondas, la
envolvente de la senal se hace cero en cierto instante de tiempo, con una inversion defase que se puede
detectar facilmente. La informacion del tiempo de vuelo se extrae de la relacion temporal de las ondas
cuando la amplitud es cero. Con este metodo se disminuye el tiempo de procesamiento y se mejora la
exactitud en la medicion.
El metodo de la deteccion del umbral, mejorado por I. Stott considera el analisis de la forma de onda de la
senal de ultrasonido recibida. Al observarla envolvente del eco se puede verificar que posee una pendiente
grande de crecimiento y una pendiente de decrecimiento mucho mas suave. Luego la senal de ruido tiene
pendiente suaves en las dos partes de la envolvente. Al poder diferenciar la senal de ruido, la amplitud de
referencia utilizada como umbral deja de ser cr ́ tica para las exigencias de los circuitos deteccion de la
envolvente.Otra mejora al metodo del umbral, presentada por M. Parrilla, cuantifica el error tipico y utiliza tecnicas de
procesamiento digital para mejorar la estimacion del TOF. La tecnica utilizada es la correlacion, que ofrece
los mejores resultados en un amplio rango de variables contempladas, incluso con relaciones senal a ruido
muy bajas, que es el caso mas comun de las aplicaciones deultrasonido.
D. Marioli presenta un algoritmo de procesamiento digital, que correlaciona el pulso ultrasonico transmitido
con el eco recibido, el cual mejora la exactitud de la estimacion del TOF, tomando el punto maximo de la
correlacion de la senales, el cual corresponde al momento en el que la senal ruidosa recibida es mas
parecida a la senal transmitida.
En [10] muestran un metodo basado en laimplementacion del Filtro de Kalman para la determinacion del
TOF. Destacan la implementacion del metodo en condiciones criticas de medicion, donde se presentan altos
niveles de ruido, as ́ como una gran distorsion del eco. Con el metodo se pueden obtener una desviacion
estandar no mayor del 0,3 % sobre la media de la medida.
FILTRO DE KALMAN: El filtro Kalman es un filtro digital de emisión yrecepción múltiple que puede estimar
en forma óptima, en tiempo real, los estados de un sistema basados en la salida del ruido (ver figura 1).
El filtro Kalman, filtra el ruido midiendo la estimación de las señales deseadas. Las estimaciones son
estadísticamente óptimas en el sentido que ellos minimizan la estimación del error medio cuadrático. Esto
ha sido visto desde o por un criterio muygeneral dentro de muchos otros criterios razonables (el intervalo de
cualquier incremento monótono, función del error simétrico tal como el valor absoluto) pudiendo devolver el
mismo estimado.

La atenuación del sonido como una función de la frecuencia y la humedad
Como el sonido viaja, la amplitud de la presión acústica se reduce debido a las pérdidas por fricción en el
medio de transmisión.Conocer el valor de esta pérdida de absorción, o la atenuación, es crucial para
determinar el alcance máximo de un sensor. La atenuación del sonido en el aire aumenta con la frecuencia,
y en cualquier frecuencia dada la atenuación varía en función de la humedad. El valor de la humedad que
produce la atenuación máxima no es la misma para todas las frecuencias [7]. Por encima de 125 kHz, porejemplo, la atenuación máxima se produce en el 100% de humedad relativa, de entre 40 kHz, la atenuación
máxima se produce el 50% de humedad relativa.
Desde un sensor ultrasónico generalmente se requiere para funcionar en todas las humedades de lo
posible, los cálculos del rango meta debe utilizar el mayor valor de atenuación.

Nivel de presión sonora
El nivel de presión sonora determina la...