औद्योगिक स्वचालन में अल्ट्रासोनिक ट्रांसड्यूसर का अनुप्रयोग

अल्ट्रासोनिक सेंसर के विशिष्ट अनुप्रयोग उदाहरण

 

एक समय अल्ट्रासोनिक ट्रांसड्यूसर सेंसर को संचालित करना बहुत कठिन या बहुत महंगा माना जाता था, लेकिन लागत में कमी और उपयोग में आसानी के साथ, अधिक से अधिक मैकेनिकल डिजाइनरों ने मशीनों के डिजाइन में अल्ट्रासोनिक सेंसर को शामिल किया है। अल्ट्रासोनिक सेंसर के औद्योगिक अनुप्रयोग क्षेत्रों में भरने की स्थिति का पता लगाना, प्रतिबिंबित वस्तुओं और पदार्थों का पता लगाना, लूप रस्सियों के विस्तार को नियंत्रित करना और दूरी को मापना शामिल है, निम्नलिखित कुछ अनुप्रयोग उदाहरण हैं:

 

भरने की कार्यशाला में बोतल का निरीक्षण करें

 

अल्ट्रासोनिक सेंसर चयन के लिए मुख्य बिंदु:

 

सीमा और आकार, पता लगाई गई वस्तु का आकार प्रभावी सीमा को प्रभावित करेगा अल्ट्रासोनिक रेंज ट्रांसड्यूसर , सेंसर को आउटपुट सिग्नल के लिए उत्साहित होने के लिए ध्वनि तरंगों के एक निश्चित स्तर का पता लगाना चाहिए, एक बड़ी वस्तु अधिकांश ध्वनि तरंगों को सेंसर में प्रतिबिंबित कर सकती है, इसलिए सेंसर वस्तु को अपनी सीमा के भीतर महसूस कर सकता है, और एक छोटी वस्तु केवल बहुत कम ध्वनि तरंगों को प्रतिबिंबित कर सकती है, जिससे सेंसिंग रेंज काफी कम हो जाती है।

 

मापी जाने वाली वस्तु, आदर्श वस्तु जिसका पता लगाया जा सके पीजेडटी अल्ट्रासोनिक ट्रांसड्यूसर एक बड़ी, सपाट, उच्च घनत्व वाली वस्तु होनी चाहिए, जो सेंसर की सेंसिंग सतह के सामने लंबवत रखी गई हो। उन लोगों का पता लगाना मुश्किल है जिनका क्षेत्र A बहुत छोटा है, या फोम प्लास्टिक जैसी ध्वनि-अवशोषित सामग्री से बने हैं, या सेंसर के सामने एक कोना है। कुछ वस्तुएं जिनका पता लगाना मुश्किल होता है, उन्हें पहले वस्तु की पृष्ठभूमि सतह पर सिखाया जा सकता है, और फिर सेंसर और पृष्ठभूमि के बीच रखी वस्तु पर प्रतिक्रिया की जा सकती है।

 

जब तरल माप के लिए उपयोग किया जाता है, तो तरल की सतह को अल्ट्रासोनिक सेंसर का लंबवत सामना करना पड़ता है। यदि तरल की सतह बहुत असमान है, तो सेंसर का प्रतिक्रिया समय लंबे समय तक समायोजित किया जाना चाहिए। यह इन परिवर्तनों को औसत करेगा और निर्धारित रीडिंग की तुलना कर सकता है। चुनना। दुनिया में औद्योगिक स्वचालन स्तर में सुधार के साथ, अधिक से अधिक जटिल अनुप्रयोग सामने आ रहे हैं, जो सेंसर के कार्यों के लिए अधिक और उच्च आवश्यकताओं को भी सामने रखते हैं। इस संदर्भ में, विभिन्न प्रकार और सिद्धांतों के सेंसर उभरे हैं, और अल्ट्रासोनिक सेंसर उनमें से एक हैं।

 

समझाने वाली पहली बात यह है कि अल्ट्रासोनिक तरंग क्या है: हम सभी जानते हैं कि ध्वनि कंपन से उत्पन्न होती है। यह एक प्रकार की तरंग है, जो हवा या अन्य माध्यमों में कंपन के रूप में अन्य दिशाओं में फैलती है। की ध्वनि तरंगें 20Hz और 20kHz के बीच आवृत्ति वाले pzt अल्ट्रासोनिक ट्रांसड्यूसर को मानव कान द्वारा पहचाना नहीं जा सकता है। इसलिए हम 20kHz अल्ट्रासोनिक तरंगों से अधिक कंपन आवृत्ति वाली ध्वनि तरंगों को कहते हैं। इसमें उच्च आवृत्ति, लघु तरंग दैर्ध्य, छोटे विवर्तन घटना, विशेष रूप से अच्छी दिशात्मकता और दिशात्मक प्रसार की विशेषताएं हैं। अल्ट्रासोनिक तरंगें महत्वपूर्ण प्रतिबिंब उत्पन्न करेंगी जब वे गूँज बनाने के लिए अशुद्धियों या इंटरफेस का सामना करेंगी। अल्ट्रासोनिक सेंसर ऐसे सेंसर होते हैं जो अल्ट्रासोनिक संकेतों को अन्य ऊर्जा संकेतों, आमतौर पर विद्युत संकेतों में परिवर्तित करते हैं।

 

सिद्धांत रूप में, अल्ट्रासोनिक सेंसर को चार श्रेणियों में विभाजित किया जा सकता है: अल्ट्रासोनिक मापने वाले सेंसर, अल्ट्रासोनिक निकटता सेंसर, परावर्तक प्लेट अल्ट्रासोनिक सेंसर, और थ्रू-बीम MARPOSS अल्ट्रासोनिक सेंसर। इन चार प्रकार के उत्पादों में, परावर्तक प्लेट अल्ट्रासोनिक और थ्रू-बीम अल्ट्रासोनिक का सिद्धांत फोटोइलेक्ट्रिक सेंसर में दर्पण प्रतिबिंब और थ्रू-बीम फोटोइलेक्ट्रिक के समान है, जो बहुत सरल हैं और किसी और परिचय की आवश्यकता नहीं है।

 

अल्ट्रासोनिक रेंजिंग सेंसर और अल्ट्रासोनिक प्रॉक्सिमिटी सेंसर सबसे विशिष्ट और व्यापक रूप से उपयोग किए जाते हैं। उनके कार्य सिद्धांत समान हैं, सिवाय इसके कि एक आउटपुट एक स्विच मान है और दूसरा एक एनालॉग मान है। सिद्धांत इस प्रकार है:

 

लॉन्च मोड:

 

1. सेंसर इलेक्ट्रॉनिक ऑसिलेटर की कार्रवाई के तहत ध्वनि तरंगों/स्पंदों का एक बैच उत्पन्न करता है, और फिर इन ध्वनि तरंगों को आसपास की हवा में भेजा जाता है।

 

2. ध्वनि तरंगें सेंसर से लक्ष्य तक प्रेषित की जाती हैं।

 

3. सेंसर को रिसीव मोड पर स्विच करें।

 

प्राप्त मोड:

1. वस्तु द्वारा परावर्तित प्रतिध्वनि का भाग सेंसर में वापस आ जाता है।

 

2. सेंसर का माइक्रोप्रोसेसर ट्रांसमिशन और रिसेप्शन के लिए उपयोग किए जाने वाले समय की गणना करता है। (यदि माध्यम में ध्वनि की गति v है, तो सेंसर और लक्ष्य के बीच की दूरी है: S=v*t/2)

 

3. माइक्रोप्रोसेसर दूरी या स्विच मान प्रदर्शित करने के लिए आउटपुट सिग्नल चलाता है।

 

इस प्रकार एक संपूर्ण कार्य प्रक्रिया संपन्न हो जाती है तथा सिद्धांत भी अत्यंत सरल है।

 

अगला प्रश्न आवेदन का है। हालांकि अल्ट्रासोनिक स्तर के ट्रांसड्यूसर सेंसर और फोटोइलेक्ट्रिक सेंसर कुछ अनुप्रयोगों में एक दूसरे की जगह ले सकते हैं, अधिकांश समय वे वास्तव में पूरक होते हैं।

 

फोटोइलेक्ट्रिक सेंसर की तुलना में अल्ट्रासोनिक सेंसर के लाभ:

 

छोटी बाधाओं (जैसे धूल, फोटोइलेक्ट्रिसिटी की इस वातावरण में बिल्कुल अनुमति नहीं है) को बायपास कर सकते हैं।

 

तरल स्थिति को माप सकते हैं. (उदाहरण के लिए तरल स्तर की निगरानी के लिए)

 

पारदर्शी वस्तुओं को माप सकते हैं. (जैसे कांच की उपस्थिति या अनुपस्थिति या विस्थापन की जानकारी)

 

वस्तु की सतह के रंग से प्रभावित नहीं होता. (अत्यंत अंधेरी या अत्यधिक चमकीली सतहें)

 

अल्ट्रासोनिक सेंसर का उपयोग तैलीय वातावरण में किया जा सकता है। (यहां तक ​​कि अगर सेंसिंग सतह पर तेल छिड़का हुआ है, तो भी सेंसर सामान्य रूप से काम कर सकता है, लेकिन अगर फोटोइलेक्ट्रिक सेंसर की ट्रांसमिटिंग और प्राप्त करने वाली सतह पर तेल छिड़कता है, तो फोटोइलेक्ट्रिक काम नहीं करेगा)