Toepassing van ultrasoniese transducer in die industriële outomatisering

Tipiese toepassingsvoorbeelde van ultrasoniese sensors

 

Ultrasoniese transducer sensors is eens beskou as te moeilik of te duur om te bedryf, maar met die vermindering in koste en gemak van gebruik, het meer en meer meganiese ontwerpers ultrasoniese sensors ingesluit in die ontwerp van masjiene. Industriële toepassingsareas van ultrasoniese sensors sluit in die opsporing van vultoestande, die opsporing van reflektiewe voorwerpe en stowwe, die beheer van die uitbreiding van lus-toue en die meet van afstande, die volgende is 'n paar toepassingsvoorbeelde:

 

Inspekteer die bottel in die vulwerkswinkel

 

Sleutelpunte vir die keuse van ultrasoniese sensor:

 

Omvang en grootte, die grootte van die bespeurde voorwerp sal die effektiewe omvang van die ultrasoniese reeks transducer , die sensor moet 'n sekere vlak van klankgolwe opspoor om opgewonde te wees om seine uit te voer, 'n groter voorwerp kan die meeste van die klankgolwe na die sensor reflekteer, sodat die sensor kan Die voorwerp word binne sy perke waargeneem, en 'n klein voorwerp kan net baie min klankgolwe weerspieël, en sodoende die waarnemingsreeks aansienlik verminder.

 

Die voorwerp wat gemeet moet word, die ideale voorwerp wat opgespoor kan word deur die pzt ultrasoniese transduktors moet 'n groot, plat, hoëdigtheid voorwerp wees wat vertikaal na die waarneemoppervlak van die sensor geplaas word. Moeilik om op te spoor is dié wie se area A baie klein is, of gemaak is van klankabsorberende materiaal, soos skuimplastiek, of 'n hoek het wat na die sensor wys. Sommige voorwerpe wat moeilik is om op te spoor, kan eers na die agtergrondoppervlak van die voorwerp geleer word, en dan reageer op die voorwerp wat tussen die sensor en die agtergrond geplaas word.

 

Wanneer dit vir vloeistofmeting gebruik word, moet die oppervlak van die vloeistof vertikaal na die ultrasoniese sensor kyk. As die oppervlak van die vloeistof baie ongelyk is, moet die reaksietyd van die sensor langer aangepas word. Dit sal hierdie veranderinge gemiddeld en kan die vaste lesing vergelyk. Kies. Met die verbetering van industriële outomatiseringsvlak in die wêreld, is daar meer en meer komplekse toepassings, wat ook meer en hoër vereistes vir die funksies van sensors stel. In hierdie konteks het sensors van verskillende tipes en beginsels na vore gekom, en ultrasoniese sensors is een van hulle.

 

Die eerste ding om te verduidelik is wat ultrasoniese golf is: Ons weet almal dat klank deur vibrasie geproduseer word. Dit is 'n soort golf wat in ander rigtings voortplant in die vorm van vibrasie in lug of ander media. Klankgolwe van pzt ultrasoniese transduktors met 'n frekwensie tussen 20Hz en 20kHz kan nie deur die menslike oor herken word nie. So ons noem die klankgolwe met 'n vibrasiefrekwensie hoër as 20kHz ultrasoniese golwe. Dit het die eienskappe van hoë frekwensie, kort golflengte, klein diffraksie verskynsel, veral goeie rigting en rigting voortplanting. Ultrasoniese golwe sal aansienlike refleksie produseer wanneer hulle onsuiwerhede of raakvlakke teëkom om eggo's te vorm. Ultrasoniese sensors is sensors wat ultrasoniese seine omskakel in ander energie seine, gewoonlik elektriese seine.

 

In beginsel kan ultrasoniese sensors in vier kategorieë verdeel word: ultrasoniese meetsensors, ultrasoniese nabyheidsensors, reflektiewe plaat ultrasoniese sensors en MARPOSS ultrasoniese sensors deur-straal. Onder hierdie vier tipes produkte het reflektiewe plaat-ultrasoniese en deur-straal-ultrasoniese dieselfde beginsel as spieëlrefleksie en deur-straal-foto-elektriese in foto-elektriese sensors, wat baie eenvoudig is en geen verdere bekendstelling nodig het nie.

 

Ultrasoniese afstandsensor en ultrasoniese nabyheidsensor is die mees tipiese en algemeen gebruik. Hul werkbeginsels is dieselfde, behalwe dat een uitset 'n skakelwaarde is en die ander 'n analoogwaarde. Die beginsel is soos volg:

 

Beginmodus:

 

1. Die sensor genereer 'n bondel klankgolwe/pulse onder die werking van die elektroniese ossillator, en dan word hierdie klankgolwe na die omringende lug gestuur.

 

2. Klankgolwe word van die sensor na die teiken oorgedra.

 

3. Skakel die sensor na ontvangsmodus.

 

Ontvangmodus:

1. 'n Deel van die eggo wat deur die voorwerp gereflekteer word, keer terug na die sensor.

 

2. Die mikroverwerker van die sensor bereken die tyd t wat vir uitsending en ontvangs gebruik word. (As die spoed van klank in die medium v ​​is, is die afstand tussen die sensor en die teiken: S=v*t/2)

 

3. Die mikroverwerker dryf 'n uitsetsein aan om afstand of skakelwaarde te vertoon.

 

Op hierdie manier word 'n volledige werksproses voltooi, en die beginsel is ook baie eenvoudig.

 

Volgende is die kwessie van toepassing. Alhoewel ultrasoniese vlaktransducer sensors en foto-elektriese sensors kan mekaar vervang in sommige toepassings, die meeste van die tyd is hulle eintlik komplementêr.

 

Voordele van ultrasoniese sensors bo foto-elektriese sensors:

 

Kan klein hindernisse omseil (soos stof, foto-elektrisiteit word absoluut nie in hierdie omgewing toegelaat nie).

 

Kan vloeistofposisie meet. (bv. vir vloeistofvlakmonitering)

 

Kan deursigtige voorwerpe meet. (soos die teenwoordigheid of afwesigheid van glas of verplasingsinligting)

 

Nie beïnvloed deur die kleur van die oppervlak van die voorwerp nie. (uiters donker of uiters helder oppervlaktes)

 

Ultrasoniese sensors kan in olierige omgewings gebruik word. (Selfs as daar olie op die waarneemoppervlak gespat is, kan die sensor steeds normaal werk, maar as die olie op die uitsaai- en ontvangoppervlak van die foto-elektriese sensor spat, sal die foto-elektriese sensor nie werk nie)