حالت کار سنسور اولتراسونیک

اگر یک قطعه سرامیکی پیزوالکتریک با فرکانس رزونانس 40 کیلوهرتز در سنسور فرستنده اعمال شود (ولتاژ فرکانس بالا 40 کیلوهرتز به نوسانگر کریستالی دوبل اعمال شود، قطعه سرامیکی پیزوالکتریک با توجه به قطبیت فرکانس ولتاژ بالا، 40 فرکانس بالا اعمال شده، کشیده و کوتاه می شود. فرکانس KHz به شکل متراکم منتشر می شود (درجه چگالی می تواند توسط مدار کنترل مدوله شود) و به گیرنده موج منتقل می شود. ولتاژ سینوسی 40 کیلوهرتز با یک قطب '-' در طرف دیگر، چون دامنه ولتاژ فرکانس بالا کم است، باید تقویت شود می تواند اخطارهای صوتی و تصویری را به صورت صوتی و تصویری ارائه دهد و این اخطار نشان می دهد که موانع در ناحیه کور فاصله و جهت شناسایی می شوند به این ترتیب در یک مکان باریک اعم از پارکینگ یا رانندگی با کمک سیستم تشخیص دزدگیر معکوس فشار کاهش می یابد و می توان به راحتی اقدامات لازم را انجام داد.

2. اجزای سیستم

این شامل یک سنسور فرستنده (یا فرستنده موج)، یک سنسور گیرنده (یا گیرنده موج)، یک بخش کنترل و یک بخش منبع تغذیه است. سنسور فرستنده از یک فرستنده و یک مبدل ویبراتور سرامیکی با قطر حدود 15 میلی متر تشکیل شده است. عملکرد مبدل برای تبدیل انرژی ارتعاش الکتریکی ویبراتور سرامیکی پیزو به انرژی فوق العاده و تابش در هوا است. و سنسور مجاورت اولتراسونیک دریافت کننده یک مبدل ویبراتور پیزو سرامیکی است. مدار تقویت‌کننده، موج را برای تولید ارتعاش مکانیکی دریافت می‌کند که آن را به انرژی الکتریکی تبدیل می‌کند و از آن به عنوان خروجی گیرنده سنسور برای تشخیص سوپر ارسالی استفاده می‌کند. در استفاده واقعی می توان از ویبراتور پیزو سرامیکی سنسور فرستنده نیز استفاده کرد. به عنوان ویبراتور سرامیکی برای سنسورهای گیرنده استفاده می شود. بخش کنترل عمدتا فرکانس زنجیره پالس، چرخه وظیفه، مدولاسیون و شمارش پراکنده و فاصله تشخیص ارسال شده توسط فرستنده را کنترل می کند. منبع تغذیه سنسور اولتراسونیک (یا منبع سیگنال) را می توان با DC12V ± 10 % یا 24V ± 10 % استفاده کرد.

3. حالت عملیاتی

مبدل اولتراسونیک برای اندازه‌گیری فاصله از یک محیط صوتی برای تشخیص غیر تماسی و بدون سایش شی مورد تشخیص استفاده می‌کند. حسگرهای اولتراسونیک می توانند اجسام شفاف یا رنگی، اجسام فلزی یا غیرفلزی، مواد جامد، مایع و پودری را تشخیص دهند. عملکرد تشخیص آن تقریباً تحت تأثیر شرایط محیطی از جمله دوده و باران قرار نمی گیرد. سنسورهای اولتراسونیک عمدتا از حالت تشخیص نوع بازتاب مستقیم استفاده می کنند. جسم شناسایی شده در مقابل حسگر قرار دارد که تا حدی توسط موج صوتی ساطع شده به حسگر بازتاب می شود.

4. محدوده تشخیص و زاویه انتشار صوتی

محدوده تشخیص سنسور فاصله اولتراسونیک به طول موج و فرکانس استفاده از آن بستگی دارد. هر چه طول موج بلندتر باشد فرکانس کمتری دارد و فاصله تشخیص بزرگتر است. به عنوان مثال، یک سنسور فشرده با طول موج در مقیاس میلی متری دارای محدوده تشخیص 300 تا 500 میلی متر است. سنسوری با طول موج بیشتر از 5 میلی متر می تواند محدوده ای تا 8 متر را تشخیص دهد. برخی از سنسورها 6 میلی متر باریک تر هستند. زاویه انتشار آکوستیک و بنابراین برای تشخیص دقیق اجسام نسبتا کوچک مناسب تر هستند. سنسورهای دیگر با زاویه تابش صوتی 12 میلی متر تا 15 میلی متر، که قادر به تشخیص اجسام با شیب بزرگ هستند. علاوه بر این، ما یک سنسور اولتراسونیک از نوع پروب خارجی داریم، مدار الکترونیکی مربوطه در محفظه سنسور معمولی قرار دارد. این ساختار برای تشخیص موقعیت هایی که فضای نصب محدود است مناسب تر است. تنظیمات سنسور تقریباً همه سنسورهای اولتراسونیک می توانند نقاط دور خروجی سوئیچ یا محدوده اندازه گیری را تنظیم کنند. اشیاء خارج از محدوده تنظیم شده قابل شناسایی هستند، اما تغییری در وضعیت خروجی ایجاد نمی کنند. برخی از سنسورها پارامترهای تنظیم متفاوتی دارند، مانند زمان پاسخ سنسور، عملکرد تلفات برگشتی و تنظیم جهت کار هنگام اتصال سنسور به دستگاه پمپ. تکرارپذیری، طول موج و عوامل دیگر بر دقت سنسور اولتراسونیک تأثیر می گذارد. مهمترین عامل سرعت موج صوتی با دما است، بنابراین بسیاری از سنسورهای اولتراسونیک دارای ویژگی های جبران دما هستند. این ویژگی سنسورهای اولتراسونیک نوع خروجی آنالوگ را قادر می‌سازد تا به تکرارپذیری تا 0.6 میلی‌متر در محدوده دمایی وسیع دست یابند.