Aplikace ultrazvukového měniče v průmyslové automatizaci

Typické příklady použití ultrazvukových senzorů

 

Ultrazvukové snímače snímačů byly kdysi považovány za příliš obtížné nebo příliš drahé na provoz, ale se snížením nákladů a snadností použití stále více mechanických konstruktérů začleňuje ultrazvukové snímače do konstrukce strojů. Oblasti průmyslového použití ultrazvukových senzorů zahrnují detekci podmínek plnění, detekci reflexních předmětů a látek, řízení rozpínání smyčkových lan a měření vzdáleností, níže je několik příkladů použití:

 

V plnicí dílně zkontrolujte láhev

 

Klíčové body pro výběr ultrazvukového senzoru:

 

Rozsah a velikost, velikost detekovaného objektu ovlivní efektivní dosah ultrazvukový převodník dosahu , snímač musí detekovat určitou úroveň zvukových vln, aby byly vybuzeny na výstupní signály, větší objekt může odrážet většinu zvukových vln do snímače, takže snímač může Objekt je snímán v rámci svých limitů a malý objekt může odrážet jen velmi málo zvukových vln, čímž se výrazně snižuje dosah snímání.

 

Objekt, který má být měřen, ideální objekt, který může být detekován Ultrazvukové snímače pzt by měly být velkým, plochým objektem s vysokou hustotou, umístěný svisle směrem k snímací ploše snímače. Obtížně detekovatelné jsou ty, jejichž plocha A je velmi malá, nebo jsou vyrobeny z materiálu pohlcujícího zvuk, jako je pěnový plast, nebo mají roh obrácený k senzoru. Některé objekty, které je obtížné detekovat, lze nejprve naučit povrch pozadí objektu a poté reagovat na objekt umístěný mezi snímačem a pozadím.

 

Při použití pro měření kapaliny musí povrch kapaliny směřovat k ultrazvukovému senzoru vertikálně. Pokud je povrch kapaliny velmi nerovný, měla by být doba odezvy senzoru nastavena déle. Tyto změny zprůměruje a může porovnat fixní hodnotu. Výběr. Se zlepšující se úrovní průmyslové automatizace ve světě přibývají stále složitější aplikace, které kladou také stále vyšší požadavky na funkce senzorů. V této souvislosti se objevily senzory různých typů a principů a ultrazvukové senzory jsou jedním z nich.

 

První věc, kterou je třeba vysvětlit, je, co je ultrazvuková vlna: Všichni víme, že zvuk vzniká vibracemi. Je to druh vlny, která se šíří jinými směry ve formě vibrací ve vzduchu nebo jiných médiích. Zvukové vlny z Ultrazvukové měniče pzt s frekvencí mezi 20 Hz a 20 kHz lidské ucho nerozezná. Zvukové vlny s frekvencí vibrací vyšší než 20 kHz tedy nazýváme ultrazvukové vlny. Má vlastnosti vysoké frekvence, krátké vlnové délky, malého difrakčního jevu, zvláště dobré směrovosti a směrového šíření. Ultrazvukové vlny budou produkovat významný odraz, když se setkají s nečistotami nebo rozhraními a vytvoří ozvěny. Ultrazvukové senzory jsou senzory, které převádějí ultrazvukové signály na jiné energetické signály, obvykle elektrické signály.

 

Ultrazvukové senzory lze v zásadě rozdělit do čtyř kategorií: ultrazvukové měřicí senzory, ultrazvukové senzory přiblížení, ultrazvukové senzory s reflexními deskami a jednocestné ultrazvukové senzory MARPOSS. Mezi těmito čtyřmi typy produktů mají ultrazvukové odrazné desky a ultrazvukové záření s průchozím paprskem stejný princip jako zrcadlový odraz a fotoelektrický průchozí paprsek ve fotoelektrických senzorech, které jsou velmi jednoduché a není třeba je dále představovat.

 

Ultrazvukový snímač vzdálenosti a ultrazvukový snímač přiblížení jsou nejtypičtější a nejrozšířenější. Jejich pracovní princip je stejný, kromě toho, že jeden výstup je spínací hodnota a druhý je analogová hodnota. Princip je následující:

 

Režim spuštění:

 

1. Snímač generuje dávku zvukových vln/pulzů působením elektronického oscilátoru a poté jsou tyto zvukové vlny vysílány do okolního vzduchu.

 

2. Zvukové vlny jsou přenášeny ze snímače do cíle.

 

3. Přepněte senzor do režimu příjmu.

 

Režim příjmu:

1. Část ozvěny odražená objektem se vrací do senzoru.

 

2. Mikroprocesor snímače vypočítá čas t použitý pro vysílání a příjem. (Pokud je rychlost zvuku v médiu v, vzdálenost mezi senzorem a cílem je: S=v*t/2)

 

3. Mikroprocesor řídí výstupní signál pro zobrazení vzdálenosti nebo hodnoty spínače.

 

Tímto způsobem je dokončen kompletní pracovní proces a princip je navíc velmi jednoduchý.

 

Další je otázka aplikace. Ačkoli Ultrazvukové snímače hladiny a fotoelektrické snímače se mohou v některých aplikacích vzájemně nahradit, většinou se ve skutečnosti doplňují.

 

Výhody ultrazvukových senzorů oproti fotoelektrickým senzorům:

 

Dokáže obejít malé překážky (jako je prach, fotoelektřina není v tomto prostředí absolutně povolena).

 

Může měřit polohu kapaliny. (např. pro sledování hladiny kapaliny)

 

Dokáže měřit průhledné předměty. (jako je přítomnost nebo nepřítomnost skla nebo informace o posunutí)

 

Není ovlivněno barvou povrchu předmětu. (extrémně tmavé nebo extrémně světlé povrchy)

 

Ultrazvukové senzory lze použít v zaolejovaném prostředí. (I když je na snímací ploše potřísněn olej, senzor může stále fungovat normálně, ale pokud olej potřísní vysílací a přijímací povrch fotoelektrického senzoru, fotoelektrický senzor nebude fungovat)