راه حل های انعطاف پذیر مبدل های اولتراسونیک

                         راه حل های انعطاف پذیر مبدل های اولتراسونیک 

پیشرفت تکنولوژیکی ایجاد می کند مبدل های اولتراسونیک پیزوالکتریک بسیار بادوام و دارای قابلیت های سنجش عالی است. این فناوری‌های جدید حسگرهای اولتراسونیک را ساده‌تر، انعطاف‌پذیرتر و مقرون‌به‌صرفه‌تر می‌کنند. این ویژگی‌های جدید بهبود یافته زمینه جدیدی از کاربرد را فراتر از برنامه‌های سنتی مبدل‌های اولتراسونیک باز می‌کنند. مبدل‌های اولتراسونیک به طراحان دستگاه‌های اولتراسونیک راه‌حلی جدید و خلاقانه ارائه می‌دهند که در زمینه‌های صنعتی یافت می‌شود. چند سال پیش، در زمینه فناوری حسگر، مبدل های 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. 

استفاده از فناوری‌های جدید حسگرهای اولتراسونیک امروزی را قادر می‌سازد تا در برابر آزمایش محیط‌های سخت مقاومت کنند:

مبدل های التراسونیک با درجه حفاظت IP67 و IP69K را می توان در محیط های مرطوب مانند ماشین های شستشوی بطری استفاده کرد. مدار جبران دمای داخلی، در حالت عادی یا در حال تغییر، هنگامی که تغییر دما قابل توجهی وجود دارد، مدار جبران دما اصلاح می شود. سطح از مبدل های اولتراسونیک برای اندازه گیری فاصله دارای پوشش ویژه ای برای مقاومت در برابر فرسایش مواد شیمیایی مضر است. مدار فیلتر پیشرفته می تواند سنسور اولتراسونیک را از تداخل میدانی محافظت کند. سر حسگر جدید توانایی محافظت از خود قوی تری دارد، می تواند در برابر آسیب های مادی مقاومت کند و با محیط کثیف سازگار شود.

ویژگی قابل توجه نسل جدید مبدل اولتراسونیک زیر آب سهولت استفاده است که شامل تنظیمات دکمه، برنامه نویسی سوئیچ DIP و مجموعه ای از برنامه های متعدد است. دکمه سوئیچ در دستگاه سنسور اولتراسونیک تعبیه شده است که تنظیم فاصله نصب سنسور اولتراسونیک را بسیار آسان می کند. قرار دادن هدف در مقابل سنسور اولتراسونیک و فشار دادن دکمه بسیار ساده است. این سنسور اولتراسونیک می تواند به طور خودکار اندازه پنجره و 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 سنسور اولتراسونیک را می توان برای یک برنامه 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 پیزوالکتریک 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. اصل اساسی استفاده از مبدل اولتراسونیک این است که سنسور اولتراسونیک از ارتعاش سرامیک ارتعاشی فشار روی سر سنسور برای تولید یک موج صوتی با فرکانس بالا استفاده می کند که برای سنجش توسط گوش انسان قابل شنیدن نیست. اگر موج صوتی به یک جسم برخورد کند، حسگر اولتراسونیک می تواند سیگنال بازگشت را دریافت کند. موج. را سنسور اولتراسونیک می تواند فاصله جسم را از طریق طول موج موج صوتی و اختلاف زمانی بین موج صوتی ساطع شده و موج صوتی بازگشتی دریافتی را تعیین کند. به طور معمول، یک سنسور اولتراسونیک 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 اولتراسونیک می تواند آن را تشخیص دهد. به عنوان مثال: سنسور اولتراسونیک را می توان 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 مشخص کرد که ظرف پر، خالی یا نیمه پر است.

سنسورهای اولتراسونیک نیز از مدل های فرستنده و گیرنده مستقل استفاده می کنند. این نوع سنسور ضد تیراندازی یا سنسور اولتراسونیک مجزا در هنگام تشخیص اجسام با حرکت آهسته یا زمانی که پاسخ سریع مورد نیاز است یا در محیط مرطوب اعمال می شود بسیار مفید است. 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:

اندازه شی شناسایی شده بر حداکثر برد مؤثر تأثیر می گذارد عمق اولتراسونیک زیر آب سنسور 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 می تواند این جسم را در حداکثر خود حس کند، و یک جسم کوچک تنها می تواند امواج صوتی کمی را منعکس کند، که به طور قابل توجهی محدوده حس را کاهش می دهد. جسمی که باید اندازه‌گیری شود: جسمی که می‌تواند توسط حسگر اولتراسونیک تشخیص داده شود 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 مساحت بسیار کوچکی دارند یا از مواد جاذب صدا مانند فوم ساخته شده اند یا گوشه ای 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 پاسخ 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. میانگین این تغییرات را می گیرد و می تواند قرائت ثابت را مقایسه کند. 

استفاده از سنسور اولتراسونیک در حالت رتروسونیک 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، مسدود می شود. امواج صوتی، حسگر وقفه را حس می کند و وجود یک جسم 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.

میرایی: 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 اولتراسونیک 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 و بسیاری سنسورهای سطح 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. حوزه های صنعتی کاربرد سنسورهای اولتراسونیک شامل تشخیص شرایط پر شدن، تشخیص اجسام و مواد بازتابنده، کنترل گسترش حلقه ها و اندازه گیری فاصله است.