Anvendelse af ultralydstransducer i industriel automatisering

Typiske anvendelseseksempler på ultralydssensorer

 

Ultralydstransducersensorer blev engang anset for at være for svære eller for dyre at betjene, men med reduktionen i omkostninger og brugervenlighed har flere og flere mekaniske designere indarbejdet ultralydssensorer i design af maskiner. Industrielle anvendelsesområder for ultralydssensorer omfatter detektering af fyldningsforhold, detektering af reflekterende genstande og stoffer, kontrol af udvidelsen af ​​sløjferb og måling af afstande. Følgende er et par anvendelseseksempler:

 

Efterse flasken i påfyldningsværkstedet

 

Nøglepunkter for valg af ultralydssensor:

 

Rækkevidde og størrelse, størrelsen af ​​det detekterede objekt vil påvirke den effektive rækkevidde af ultrasonisk rækkevidde transducer , sensoren skal detektere et vist niveau af lydbølger for at blive exciteret til udgangssignaler, et større objekt kan reflektere de fleste lydbølger til sensoren, så sensoren kan Objektet registreres inden for dets grænser, og et lille objekt kan kun reflektere meget få lydbølger, hvilket reducerer sanseområdet betydeligt.

 

Objektet, der skal måles, det ideelle objekt, der kan detekteres af pzt-ultralydstransducere skal være et stort, fladt objekt med høj tæthed, der placeres lodret vendt mod sensorens føleoverflade. Vanskelige at opdage er dem, hvis område A er meget lille, eller er lavet af lydabsorberende materiale, såsom skumplast, eller har et hjørne ud mod sensoren. Nogle objekter, der er svære at opdage, kan først læres til objektets baggrundsoverflade og derefter reagere på objektet, der er placeret mellem sensoren og baggrunden.

 

Når den bruges til væskemåling, skal væskens overflade vende lodret mod ultralydssensoren. Hvis overfladen af ​​væsken er meget ujævn, bør sensorens responstid justeres længere. Det vil gennemsnittet af disse ændringer og kan sammenligne den faste aflæsning. Plukke. Med forbedringen af ​​industriel automationsniveau i verden er der flere og mere komplekse applikationer, som også stiller flere og højere krav til sensorernes funktioner. I denne sammenhæng er der opstået sensorer af forskellige typer og principper, og ultralydssensorer er en af ​​dem.

 

Den første ting at forklare er, hvad der er ultralydsbølger: Vi ved alle, at lyd produceres af vibrationer. Det er en slags bølge, som forplanter sig i andre retninger i form af vibrationer i luft eller andre medier. Lydbølger af pzt ultralydstransducere med en frekvens mellem 20Hz og 20kHz kan ikke genkendes af det menneskelige øre. Så vi kalder lydbølger med en vibrationsfrekvens højere end 20kHz ultralydsbølger. Det har karakteristika af høj frekvens, kort bølgelængde, lille diffraktionsfænomen, især god retningsbestemthed og retningsbestemt udbredelse. Ultralydsbølger vil producere betydelig refleksion, når de støder på urenheder eller grænseflader for at danne ekkoer. Ultralydssensorer er sensorer, der konverterer ultralydssignaler til andre energisignaler, normalt elektriske signaler.

 

I princippet kan ultralydssensorer opdeles i fire kategorier: ultralydsmålesensorer, ultralydsnærhedssensorer, reflekterende plade-ultralydssensorer og MARPOSS ultralydssensorer med gennemgående stråle. Blandt disse fire typer produkter har reflekterende plade-ultralyd og gennemstrålende ultralyd samme princip som spejlreflektion og gennemstråle-fotoelektrisk i fotoelektriske sensorer, som er meget enkle og ikke behøver yderligere introduktion.

 

Ultralydsafstandssensor og ultralydsnærhedssensor er de mest typiske og udbredte. Deres arbejdsprincipper er de samme, bortset fra at den ene udgang er en switch-værdi og den anden er en analog værdi. Princippet er som følger:

 

Starttilstand:

 

1. Sensoren genererer en batch af lydbølger/impulser under påvirkning af den elektroniske oscillator, og derefter sendes disse lydbølger til den omgivende luft.

 

2. Lydbølger transmitteres fra sensoren til målet.

 

3. Skift sensoren til modtagetilstand.

 

Modtagetilstand:

1. En del af ekkoet, der reflekteres af objektet, vender tilbage til sensoren.

 

2. Sensorens mikroprocessor beregner den tid t, der bruges til transmission og modtagelse. (Hvis lydhastigheden i mediet er v, er afstanden mellem sensoren og målet: S=v*t/2)

 

3. Mikroprocessoren driver et udgangssignal for at vise afstand eller skifteværdi.

 

På den måde gennemføres en komplet arbejdsproces, og princippet er også meget enkelt.

 

Dernæst er spørgsmålet om anvendelse. Skønt ultralydsniveautransducersensorer og fotoelektriske sensorer kan erstatte hinanden i nogle applikationer, det meste af tiden er de faktisk komplementære.

 

Fordele ved ultralydssensorer frem for fotoelektriske sensorer:

 

Kan omgå små forhindringer (såsom støv, fotoelektricitet er absolut ikke tilladt i dette miljø).

 

Kan måle væskeposition. (f.eks. til overvågning af væskeniveau)

 

Kan måle gennemsigtige objekter. (såsom tilstedeværelse eller fravær af glas eller forskydningsoplysninger)

 

Ikke påvirket af farven på objektets overflade. (ekstremt mørke eller ekstremt lyse overflader)

 

Ultralydssensorer kan bruges i olierede miljøer. (Selv om der er oliesprøjt på føleroverfladen, kan sensoren stadig fungere normalt, men hvis olien sprøjter på den fotoelektriske sensors transmitterende og modtagende overflade, vil fotoelektrikken ikke fungere)