Senzori cu ultrasunete

Ecografie, o persoană nu percepe sunetul cu o frecvență de peste 16 kHz, cu toate acestea, viteza de propagare a acestuia în aer este cunoscută și este de 344 m / s. Cu date despre viteza sunetului și timpul de propagare a acestuia, este posibil să se calculeze distanța exactă pe care a parcurs-o unda ultrasunetelor. Acest principiu stă la baza funcționării senzorilor ultrasonici.

Senzorii cu ultrasunete sunt utilizați pe scară largă în diverse zone de producție și, într-un fel, sunt un instrument universal pentru rezolvarea multor probleme în automatizarea proceselor tehnologice. Astfel de senzori sunt utilizați pentru a determina distanța și locația diferitelor obiecte.

Determinarea nivelului unui lichid (de exemplu, consumul de combustibil în transport), detectarea etichetelor, inclusiv a celor transparente, monitorizarea mișcării unui obiect, măsurarea distanței - acestea sunt doar câteva dintre posibilele aplicații ale senzorilor ultrasonici.

De regulă, există multe surse de contaminare în producție, care pot deveni o problemă pentru multe mecanisme, dar senzorul cu ultrasunete, datorită particularităților funcționării sale, nu se teme absolut de contaminare, deoarece carcasa senzorului, dacă este necesar, poate fi protejat în mod fiabil de posibile influențe mecanice.

Senzorul cu ultrasunete conține în designul său un traductor piezoelectric, care este atât emițător, cât și receptor. Traductorul piezoelectric emite o serie de impulsuri sonore, apoi primește ecoul și convertește semnalul într-o tensiune care este alimentată controlerului. Citiți mai multe despre utilizarea în tehnologie aici. efect piezoelectric.

Frecvența ultrasunetelor variază de la 65 kHz la 400 kHz, în funcție de tipul traductorului, iar rata de repetare a pulsului este între 14 Hz și 140 Hz. Controlorul prelucrează datele și calculează distanța până la obiect.

Domeniul activ al senzorului cu ultrasunete este domeniul de detectare de lucru. Interval de detectare Aceasta este distanța în care traductorul cu ultrasunete poate detecta un obiect, indiferent dacă obiectul se apropie de elementul de detectare într-o direcție axială sau se deplasează prin conul de sunet.

Există trei moduri principale de funcționare a senzorilor cu ultrasunete: modul opus, modul de difuzie și modul reflex.

Pentru modul opus, caracterizat prin două dispozitive separate, un transmițător și un receptor, care sunt montate unul față de celălalt. Dacă fasciculul ultrasonic este întrerupt de un obiect, ieșirea este activată. Acest mod este potrivit pentru medii dure în care imunitatea la interferențe este importantă. Fasciculul cu ultrasunete parcurge distanța semnalului o singură dată.Această soluție este costisitoare, deoarece necesită instalarea a două dispozitive - un transmițător și un receptor.

Modul de difuzie asigurat de emițător și receptor în aceeași carcasă. Costul unei astfel de instalații este mult mai mic, dar timpul de răspuns este mai lung decât în ​​modul opus.

Intervalul de detectare aici depinde de unghiul de incidență asupra obiectului și de proprietățile suprafeței obiectului, deoarece fasciculul trebuie reflectat de suprafața obiectului detectat în sine.

Pentru modul reflex, emițătorul și receptorul sunt de asemenea în aceeași carcasă, dar fasciculul ultrasonic este acum reflectat de reflector.Obiectele din raza de detectare sunt detectate atât prin măsurarea modificărilor distanței parcurse de fasciculul ultrasonic, cât și prin estimarea absorbției. sau pierderea reflexiei în semnalul reflectat. Obiectele care absorb sunetul, precum și obiectele cu suprafețe unghiulare, sunt ușor de detectat cu acest mod de senzor. O condiție importantă este ca poziția reflectorului de referință să nu se schimbe.

O altă opțiune pentru utilizarea infrasunetelor în industrie este sudare cu ultrasunete.