Прымяненне ультрагукавога пераўтваральніка ў прамысловай аўтаматызацыі

Тыповыя прыклады прымянення ультрагукавых датчыкаў

 

Ультрагукавыя датчыкі-пераўтваральнікі калісьці лічыліся занадта цяжкімі або занадта дарагімі ў эксплуатацыі, але са зніжэннем кошту і прастатой выкарыстання ўсё больш і больш механічных дызайнераў уключаюць ультрагукавыя датчыкі ў канструкцыю машын. Сферы прамысловага прымянення ультрагукавых датчыкаў ўключаюць вызначэнне ўмоў напаўнення, выяўленне святлоадбівальных аб'ектаў і рэчываў, кантроль пашырэння вяровак з завесамі і вымярэнне адлегласцей. Вось некалькі прыкладаў прымянення:

 

У напаўняльнай майстэрні агледзіце бутэльку

 

Асноўныя моманты выбару ультрагукавога датчыка:

 

Дыяпазон і памер, памер выяўленага аб'екта будзе ўплываць на эфектыўную далёкасць ультрагукавы пераўтваральнік дыяпазону , датчык павінен выяўляць пэўны ўзровень гукавых хваль, каб узбуджацца для вываду сігналаў, большы аб'ект можа адлюстроўваць большую частку гукавых хваль да датчыка, таму датчык можа Аб'ект успрымаецца ў межах сваіх межаў, а маленькі аб'ект можа адлюстроўваць толькі вельмі невялікую колькасць гукавых хваль, такім чынам, значна памяншаючы дыяпазон адчування.

 

Аб'ект для вымярэння, ідэальны аб'ект, які можна выявіць Ультрагукавыя пераўтваральнікі pzt павінны ўяўляць сабой вялікі плоскі аб'ект высокай шчыльнасці, размешчаны вертыкальна тварам да адчувальнай паверхні датчыка. Цяжка выявіць тыя, у якіх плошча А вельмі малая, або зроблены з гукапаглынальнага матэрыялу, напрыклад, пенапласту, або маюць кут, звернуты да датчыка. Некаторыя аб'екты, якія цяжка выявіць, можна спачатку навучыць фонавай паверхні аб'екта, а потым рэагаваць на аб'ект, размешчаны паміж датчыкам і фонам.

 

Пры выкарыстанні для вымярэння вадкасці паверхня вадкасці павінна быць звернута да ультрагукавога датчыка вертыкальна. Калі паверхня вадкасці вельмі няроўная, час водгуку датчыка трэба адрэгуляваць больш. Ён асерадняе гэтыя змены і можа параўнаць фіксаваныя паказанні. Выбраць. З павышэннем ўзроўню прамысловай аўтаматызацыі ў свеце з'яўляецца ўсё больш складаных прыкладанняў, якія таксама вылучаюць усё больш высокія патрабаванні да функцый датчыкаў. У гэтым кантэксце з'явіліся датчыкі розных тыпаў і прынцыпаў, і ультрагукавыя датчыкі - адзін з іх.

 

Першае, што трэба растлумачыць, гэта што такое ультрагукавыя хвалі: усе мы ведаем, што гук ствараецца вібрацыяй. Гэта свайго роду хваля, якая распаўсюджваецца ў іншых напрамках у выглядзе ваганняў у паветры або іншых асяроддзях. Гукавыя хвалі Ультрагукавыя пераўтваральнікі pzt з частатой ад 20 Гц да 20 кГц не распазнаюцца чалавечым вухам. Такім чынам, гукавыя хвалі з частатой вібрацыі вышэй за 20 кГц мы называем ультрагукавымі хвалямі. Ён мае характарыстыкі высокай частаты, кароткай даўжыні хвалі, з'явы малой дыфракцыі, асабліва добрай накіраванасці і накіраванага распаўсюджвання. Ультрагукавыя хвалі будуць ствараць значнае адлюстраванне, калі яны сутыкаюцца з прымешкамі або межамі падзелу, утвараючы рэха. Ультрагукавыя датчыкі - гэта датчыкі, якія пераўтвараюць ультрагукавыя сігналы ў іншыя сігналы энергіі, звычайна ў электрычныя.

 

У прынцыпе, ультрагукавыя датчыкі можна падзяліць на чатыры катэгорыі: ультрагукавыя вымяральныя датчыкі, ультрагукавыя датчыкі набліжэння, ультрагукавыя датчыкі адбівальнай пласціны і скразныя ультрагукавыя датчыкі MARPOSS. Сярод гэтых чатырох тыпаў прадукцыі ультрагукавая святлоадбівальная пласціна і ультрагукавая ультрагукавая пласціна маюць той жа прынцып, што і люстраное адлюстраванне і фотаэлектрычны фотаэлектрычны прамень у фотаэлектрычных датчыках, якія вельмі простыя і не патрабуюць далейшага прадстаўлення.

 

Ультрагукавы датчык далёкасці і ультрагукавы датчык набліжэння з'яўляюцца найбольш тыповымі і шырока выкарыстоўваюцца. Іх прынцыпы працы аднолькавыя, за выключэннем таго, што адзін выхад з'яўляецца значэннем пераключальніка, а другі - аналагавым. Прынцып такі:

 

Рэжым запуску:

 

1. Датчык генеруе пакет гукавых хваль/імпульсаў пад дзеяннем электроннага асцылятара, а потым гэтыя гукавыя хвалі накіроўваюцца ў навакольнае паветра.

 

2. Гукавыя хвалі перадаюцца ад датчыка да мэты.

 

3. Пераключыце датчык у рэжым прыёму.

 

Рэжым прыёму:

1. Частка рэха, адлюстраванага аб'ектам, вяртаецца да датчыка.

 

2. Мікрапрацэсар датчыка разлічвае час t, які выкарыстоўваецца для перадачы і прыёму. (Калі хуткасць гуку ў асяроддзі роўная v, адлегласць паміж датчыкам і мішэнню роўная: S=v*t/2)

 

3. Мікрапрацэсар кіруе выхадным сігналам для адлюстравання адлегласці або значэння пераключэння.

 

Такім чынам, поўны працоўны працэс завершаны, і прынцып таксама вельмі просты.

 

Далей стаіць пытанне прымянення. Хаця Ультрагукавыя датчыкі пераўтваральніка ўзроўню і фотаэлектрычныя датчыкі могуць замяняць адзін аднаго ў некаторых прыкладаннях, у большасці выпадкаў яны насамрэч дапаўняюць адзін аднаго.

 

Перавагі ультрагукавых датчыкаў перад фотаэлектрычнымі:

 

Можа абыходзіць невялікія перашкоды (напрыклад, пыл, фотаэлектрычнасць у гэтым асяроддзі катэгарычна забаронена).

 

Можа вымяраць становішча вадкасці. (напрыклад, для кантролю ўзроўню вадкасці)

 

Можа вымяраць празрыстыя аб'екты. (напрыклад, інфармацыя аб наяўнасці або адсутнасці шкла або зрушэнні)

 

Не ўплывае на колер паверхні прадмета. (вельмі цёмныя або вельмі яркія паверхні)

 

Ультрагукавыя датчыкі можна выкарыстоўваць у масляністых асяроддзях. (Нават калі алей пырсне на адчувальную паверхню, датчык можа працаваць нармальна, але калі алей пырсне на перадаючую і прыёмную паверхні фотаэлектрычнага датчыка, фотаэлектрычны не будзе працаваць)