Primjena ultrazvučnog pretvarača u industrijskoj automatizaciji

Tipični primjeri primjene ultrazvučnih senzora

 

Senzori ultrazvučnih sondi nekoć su se smatrali preteškima ili preskupima za rukovanje, ali sa smanjenjem troškova i jednostavnošću upotrebe, sve više i više mehaničkih dizajnera ugradilo je ultrazvučne senzore u dizajn strojeva. Područja industrijske primjene ultrazvučnih senzora uključuju otkrivanje uvjeta punjenja, otkrivanje reflektirajućih objekata i tvari, kontrolu širenja užadi i mjerenje udaljenosti, a ovo je nekoliko primjera primjene:

 

U radionici za punjenje pregledajte bocu

 

Ključne točke za odabir ultrazvučnog senzora:

 

Domet i veličina, veličina otkrivenog objekta utjecat će na efektivni domet ultrazvučni pretvornik dometa , senzor mora otkriti određenu razinu zvučnih valova da bi se pobudio za izlazne signale, veći objekt može reflektirati većinu zvučnih valova prema senzoru, tako da senzor može Objekt se osjeti unutar svojih granica, a mali objekt može reflektirati samo vrlo malo zvučnih valova, čime se značajno smanjuje domet osjetila.

 

Objekt koji se mjeri, idealni objekt koji se može detektirati pzt ultrazvučni pretvarači trebali bi biti veliki, ravni objekti visoke gustoće, postavljeni okomito okrenuti prema osjetnoj površini senzora. Teško ih je otkriti one čije je područje A vrlo malo, ili su izrađene od materijala koji apsorbira zvuk, kao što je pjenasta plastika, ili imaju kut okrenut prema senzoru. Neki objekti koje je teško detektirati mogu se prvo naučiti na pozadinsku površinu objekta, a zatim odgovoriti na objekt postavljen između senzora i pozadine.

 

Kada se koristi za mjerenje tekućine, površina tekućine mora biti okrenuta okomito prema ultrazvučnom senzoru. Ako je površina tekućine vrlo neravna, vrijeme odziva senzora treba podesiti duže. Sredit će te promjene i moći usporediti fiksno očitanje. Odabrati. S poboljšanjem razine industrijske automatizacije u svijetu, sve su složenije aplikacije, koje također postavljaju sve veće zahtjeve za funkcije senzora. U tom kontekstu pojavili su se senzori različitih tipova i principa, a jedan od njih su ultrazvučni senzori.

 

Prvo što treba objasniti je što su ultrazvučni valovi: Svi znamo da zvuk nastaje vibracijama. To je vrsta vala, koji se širi u drugim smjerovima u obliku vibracija u zraku ili drugim medijima. Zvučni valovi od pzt ultrazvučne pretvarače s frekvencijom između 20Hz i 20kHz ljudsko uho ne može prepoznati. Tako zvučne valove s frekvencijom vibracije većom od 20kHz nazivamo ultrazvučnim valovima. Ima karakteristike visoke frekvencije, kratke valne duljine, malog fenomena difrakcije, posebno dobre usmjerenosti i usmjerenog širenja. Ultrazvučni valovi proizvest će značajnu refleksiju kada naiđu na nečistoće ili sučelja kako bi stvorili odjeke. Ultrazvučni senzori su senzori koji pretvaraju ultrazvučne signale u druge energetske signale, obično električne signale.

 

U principu, ultrazvučni senzori mogu se podijeliti u četiri kategorije: ultrazvučni mjerni senzori, ultrazvučni senzori blizine, ultrazvučni senzori s reflektirajućom pločom i ultrazvučni senzori MARPOSS s prolaznim snopom. Među ova četiri tipa proizvoda, ultrazvučni reflektirajući ploča i ultrazvučni snop imaju isti princip kao refleksija zrcala i fotoelektrični snop u fotoelektričnim senzorima, koji su vrlo jednostavni i ne trebaju daljnje predstavljanje.

 

Ultrazvučni senzor dometa i ultrazvučni senzor blizine su najtipičniji i naširoko korišteni. Njihovi principi rada su isti, osim što je jedan izlaz vrijednost prekidača, a drugi je analogna vrijednost. Princip je sljedeći:

 

Način pokretanja:

 

1. Senzor generira skup zvučnih valova/impulsa pod djelovanjem elektroničkog oscilatora, a zatim se ti zvučni valovi šalju u okolni zrak.

 

2. Zvučni valovi se prenose od senzora do cilja.

 

3. Prebacite senzor u način rada za prijem.

 

Način primanja:

1. Dio jeke koju reflektira objekt vraća se u senzor.

 

2. Mikroprocesor senzora izračunava vrijeme t koje se koristi za prijenos i prijem. (Ako je brzina zvuka u mediju v, udaljenost između senzora i cilja je: S=v*t/2)

 

3. Mikroprocesor pokreće izlazni signal za prikaz udaljenosti ili vrijednosti prekidača.

 

Na ovaj način zaokružen je kompletan proces rada, a princip je također vrlo jednostavan.

 

Sljedeće je pitanje primjene. Iako ultrazvučni senzori razine pretvarača i fotoelektrični senzori mogu zamijeniti jedni druge u nekim primjenama, većinu vremena oni su zapravo komplementarni.

 

Prednosti ultrazvučnih senzora u odnosu na fotoelektrične senzore:

 

Može zaobići male prepreke (kao što je prašina, fotoelektricitet apsolutno nije dopušten u ovom okruženju).

 

Može mjeriti položaj tekućine. (npr. za praćenje razine tekućine)

 

Može mjeriti prozirne objekte. (kao što je prisutnost ili odsutnost stakla ili informacija o pomaku)

 

Ne utječe na boju površine predmeta. (izuzetno tamne ili izrazito svijetle površine)

 

Ultrazvučni senzori mogu se koristiti u masnim sredinama. (Čak i ako je ulje poprskano po senzornoj površini, senzor i dalje može raditi normalno, ali ako ulje poprska po odašiljačkoj i prijemnoj površini fotoelektričnog senzora, fotoelektrični neće raditi)