کاربرد مبدل های اولتراسونیک در زمینه اتوماسیون صنعتی

کاربرد سنسورهای اولتراسونیک در زمینه اتوماسیون صنعتی

پیشرفت تکنولوژی باعث می شود که سنسورهای مافوق صوت امروزی بسیار بادوام باشند و از قابلیت های سنجش عالی برخوردار باشند. این فناوری های جدید می سازند مبدل سطح اولتراسونیک ساده تر، انعطاف پذیرتر و مقرون به صرفه تر است. این ویژگی‌های جدید بهبود یافته زمینه جدیدی از کاربرد را فراتر از کاربردهای سنسور اولتراسونیک سنتی باز می‌کنند. سنسورهای اولتراسونیک امروزه به طراحان ماشین راه حلی جدید و خلاقانه ارائه می دهند که در زمینه های صنعتی یافت می شود. چند سال پیش، در زمینه فناوری حسگر، سنسورهای اولتراسونیک همیشه گزینه پشتیبان بوده اند. طراحان تنها زمانی فناوری اولتراسونیک را انتخاب می‌کنند که دیگر فناوری‌های حسگر کار نکنند. به طور کلی، در تشخیص اشیاء شفاف، سنجش از راه دور یا محلی رخ می دهد. این تکنیک تنها زمانی استفاده می شود که رنگ هدف تغییر کند. را

استفاده از فناوری جدید حسگرهای اولتراسونیک امروزی را قادر می سازد تا در برابر آزمایش محیط های سخت مقاومت کنند:

  سنسورهای اولتراسونیک با سطوح حفاظتی IP67 و IP69K را می توان در محیط های مرطوب مانند ماشین های شستشوی بطری استفاده کرد.

 مدار جبران دما داخلی، در شرایط عملیاتی معمولی یا در حال تغییر، زمانی که تغییر درجه حرارت آشکار وجود دارد، از مدار جبران دما برای اصلاح استفاده می شود.

سطح مدل تفلون مبدل پیزو اولتراسونیک دارای پوشش خاصی است که می تواند برای مقاومت در برابر فرسایش مواد شیمیایی مضر استفاده شود.

مدار فیلتر پیشرفته می تواند سنسور اولتراسونیک را از تداخل میدانی محافظت کند.

سر حسگر جدید دارای قابلیت محافظت از خود قوی تری است، می تواند در برابر آسیب های مادی مقاومت کند و با محیط کثیف سازگار شود.

 

سهولت استفاده:

یکی از ویژگی های قابل توجه نسل جدید سنسورهای اولتراسونیک، سهولت استفاده است که شامل تنظیمات دکمه، برنامه نویسی سوئیچ DIP و مجموعه ای از برنامه های متعدد است.

دکمه سوئیچ در دستگاه سنسور تعبیه شده است که تنظیم فاصله سنسور نصب شده را بسیار آسان می کند. قرار دادن هدف در مقابل سنسور و فشار دادن دکمه کار بسیار ساده ای است. این سنسور می تواند به طور خودکار اندازه پنجره و فاصله فاصله را درک کند. نصب آسان به این معنی است که حسگر یکسان را می توان در بسیاری از برنامه های مختلف استفاده کرد.

نحوه برنامه ریزی سوئیچ ها به این معنی است که یک ساده سنسور اولتراسونیک پیزوالکتریک را می توان برای یک کاربرد خاص سفارشی کرد. این ویژگی های شخصی سازی شده شامل زمان پاسخ، نوع خروجی، گزینه های دیجیتال و آنالوگ و تنظیمات ویژه برای کنترل سطح/سطح است. 

سنسورهای اولتراسونیک معمولاً دارای چندین نوع خروجی در یک سنسور هستند. مدل های دارای دو خروجی سوئیچ می توانند از یک سنسور برای تشخیص همزمان دو جسم در فواصل مختلف استفاده کنند، در حالی که سنسورهایی با خروجی سوئیچ و خروجی آنالوگ همزمان می توانند برای اندازه گیری استفاده شوند و دارای خروجی آلارم هستند.

این ویژگی ها حسگرهای اولتراسونیک را نسبت به سایر سنسورهای تکنولوژی انعطاف پذیرتر و انتخابی تر می کند.

  اصول اولیه استفاده از سنسورهای اولتراسونیک

ماژول حسگرهای اولتراسونیک از ارتعاش سرامیک‌های ارتعاشی فشار روی سر حسگر برای تولید امواج صوتی با فرکانس بالا استفاده می‌کند که برای حس کردن برای گوش انسان قابل شنیدن نیست. اگر امواج صوتی به جسمی برخورد کنند، حسگر می تواند موج برگشت را دریافت کند. سنسور می تواند فاصله جسم را از طریق طول موج موج صوتی و اختلاف زمانی بین موج صوتی ساطع شده و موج صوتی بازگشتی دریافتی تعیین کند. به طور معمول، یک سنسور می تواند دو تنظیم فاصله نزدیک و فاصله طولانی را از طریق تنظیم دکمه داشته باشد، بدون توجه به جسم در آن نوع مرز، سنسور می تواند تشخیص دهد. به عنوان مثال: یک سنسور اولتراسونیک را می توان بر روی یک استخر پر از مایع، یا روی یک جعبه پر از توپ های کوچک نصب کرد و امواج صوتی را به ظرف ارسال کرد و تعیین کرد که ظرف پر، خالی یا نیمه پر است.

سنسورهای اولتراسونیک نیز از مدل های فرستنده و گیرنده مستقل استفاده می کنند. هنگام تشخیص اجسام با حرکت آهسته یا زمانی که پاسخ سریع مورد نیاز است یا در محیط مرطوب اعمال می شود، این نوع سنسور ضد تیراندازی یا سنسور اولتراسونیک مجزا بسیار مفید است. قابل اجرا باشد. سنسورهای اولتراسونیک برای تشخیص اجسام شفاف، مایعات، سطوح صاف، زبر و براق، سطوح مواد نیمه شفاف و اجسام نامنظم استفاده می شود. موقعیت هایی که سنسور اولتراسونیک مناسب نیست عبارتند از: در فضای باز، محیط بسیار گرم، در یک ظرف تحت فشار و همچنین نمی تواند اشیاء را با فوم تشخیص دهد.

 

نکات کلیدی برای انتخاب سنسور اولتراسونیک:

محدوده و اندازه: اندازه جسم شناسایی شده بر حداکثر برد موثر حسگر اولتراسونیک تأثیر می گذارد. حسگر باید سطح مشخصی از امواج صوتی را تشخیص دهد تا برای سیگنال های خروجی برانگیخته شود. یک جسم بزرگتر می تواند بیشتر امواج صوتی را به سنسور منعکس کند، بنابراین حسگر جسم را می توان در حداکثر برد خود حس کرد، و یک جسم کوچک تنها می تواند مقدار کمی از امواج صوتی را منعکس کند، که بدیهی است که دامنه حس را کاهش می دهد.

شیء مورد اندازه گیری: جسمی که می تواند توسط آن تشخیص داده شود سنسور برد اولتراسونیک باید یک جسم بزرگ، مسطح و با چگالی بالا باشد که به صورت عمودی رو به سطح حسگر سنسور قرار گیرد. سخت ترین تشخیص آنهایی هستند که دارای مناطق بسیار کوچک هستند یا از مواد جاذب صدا مانند فوم ساخته شده اند یا گوشه هایی رو به سنسور دارند. برخی از اشیایی که تشخیص آنها دشوار است را می توان ابتدا به سطح پس زمینه جسم آموزش داد و سپس به جسمی که بین سنسور و پس زمینه قرار می گیرد واکنش نشان داد.

هنگامی که برای اندازه گیری مایع استفاده می شود، سطح مایع باید به صورت عمودی با سنسور اولتراسونیک روبرو شود. اگر سطح مایع بسیار ناهموار است، زمان پاسخ سنسور باید بیشتر تنظیم شود. این تغییرات را میانگین می‌گیرد و می‌تواند خواندن ثابت را مقایسه کند. انتخاب کنید.

استفاده از سنسور اولتراسونیک در حالت Retrosonic تشخیص اجسام نامنظم را ممکن می سازد. در حالت رتروسونیک، سنسور اولتراسونیک می‌تواند ابتدا یک پس‌زمینه صاف، مانند دیوار را تشخیص دهد. هنگامی که هر جسمی از بین سنسور و دیوار عبور می کند، امواج صوتی را مسدود می کند، حسگر وقفه را حس می کند و وجود یک شی را تشخیص می دهد.

لرزش: چه ارتعاش خود سنسور باشد و چه ماشین آلات اطراف، بر دقت اندازه گیری فاصله تأثیر می گذارد. در این زمان، برخی از اقدامات جذب شوک را می توان در نظر گرفت، به عنوان مثال: استفاده از تجهیزات ضد لرزه لاستیکی برای ساخت پایه ای برای سنسور، که می تواند لرزش را کاهش دهد. می تواند لرزش را از بین ببرد یا به حداقل برساند.

تضعیف: هنگامی که دمای محیط به آرامی تغییر می کند، سنسور اولتراسونیک با جبران دما می تواند تنظیمات را انجام دهد، اما اگر دما خیلی سریع تغییر کند، سنسور قادر به انجام تنظیمات نخواهد بود.

قضاوت نادرست: امواج صوتی ممکن است توسط برخی از اجسام نزدیک، مانند ریل های راهنما یا وسایل ثابت منعکس شود. به منظور اطمینان از قابلیت اطمینان تشخیص، تأثیر اجسام اطراف بر بازتاب امواج صوتی باید کاهش یا حذف شود. به منظور جلوگیری از تشخیص نادرست اشیاء اطراف، بسیاری از سنسورهای اولتراسونیک یک نشانگر LED برای راهنمایی اپراتور برای نصب وجود دارد تا اطمینان حاصل شود که سنسور به درستی نصب شده است و خطر خطا را کاهش می دهد.

نمونه های کاربردی معمول سنسورهای اولتراسونیک

سنسورهای اولتراسونیک زمانی برای کار بسیار دشوار یا بسیار گران در نظر گرفته می شدند، اما با کاهش هزینه و سهولت استفاده، طراحان مکانیکی بیشتر و بیشتر از سنسورهای اولتراسونیک در طراحی ماشین ها استفاده می کنند. کاربردهای صنعتی حسگرهای اولتراسونیک شامل تشخیص شرایط پر شدن، تشخیص اجسام و مواد بازتابنده، کنترل انبساط طناب های حلقه و اندازه گیری فاصله است. در زیر چند نمونه کاربردی آورده شده است:

 

در کارگاه بطری سازی، بازرسی بطری ها

در کارگاه تصفیه آب یا تولید کارخانه، سطح مایع را تشخیص داده و پر شدن ظرف را کنترل کنید

در کنترل سطح مایع، سنسور اولتراسونیک یکپارچه شده با منطق عملکرد پمپ ورودی و خروجی می تواند سطح مایع را کنترل کند.

کج بودن درب قوطی یا عدم وجود درب در کارگاه بسته بندی را تشخیص دهید

کاربرد صنعتی حسگرهای اولتراسونیک به سرعت در حال توسعه است. این فناوری زمانی بسیار گران قیمت و با دقت کم، کاربری آسان، با دقت بالا و کم هزینه شده است. سنسورهای اولتراسونیک به یک دستگاه معمولی در کنترل فرآیند برای بهبود کیفیت محصول، شناسایی محصولات معیوب، تأیید حضور یا عدم حضور و سایر زمینه ها تبدیل شده اند. این سنسور همچنین با کاهش ضایعات و جلوگیری از خرابی به دلیل قطعات آسیب دیده بهره وری را بهبود می بخشد. در آینده نیز توسعه چنین محصولاتی در این حوزه فنی این روند را ادامه خواهد داد. این یک چالش است، اما در این صنعت اتفاق نظر وجود دارد که حسگرهای اولتراسونیک در تمام زمینه‌های تولیدی، از جمله کنترل کیفیت، فرآیند، وجود دارند. هم کنترل و هم تشخیص، پتانسیل زیادی برای توسعه دارند.