Način rada ultrazvučnog senzora

Ako se primijeni piezoelektrični keramički komad s rezonantnom frekvencijom od 40 kHz u odašiljačkom senzoru (visokofrekventni napon od 40 KHz primijeni se na dvostruki kristalni oscilator, piezoelektrični keramički komad se izdužuje i skraćuje prema polaritetu primijenjenog visokofrekventnog napona, tako da se prenose ultrazvučni valovi frekvencije 40 KHz. Ultrazvučni val širi se u gustom obliku (stupanj gustoće može se modulirati pomoću upravljačkog kruga) i prenosi se na prijemnik vala. Prijemnik se temelji na principu piezoelektričnog efekta koji koristi senzor tlaka, to jest, primjeni pritiska na piezoelektrični element da bi se stvorio pritisak. S druge strane, amplituda visokofrekventnog napona mora biti pojačana. Načelo ultrazvučnog senzora za vožnju unazad je otkrivanje svih prepreka u suprotnom smjeru i pravovremeno izdavanje upozorenja. Na ovaj način, na uskom mjestu, bilo da se radi o parkiranju ili vožnji, uz pomoć sustava za detekciju prepreka za vožnju unatrag, pritisak će se smanjiti i potrebne radnje mogu se poduzeti s lakoćom.

2. Komponente sustava

Sastoji se od odašiljačkog senzora (ili valnog odašiljača), prijamnog senzora (ili valnog prijamnika), upravljačkog dijela i dijela za napajanje. Senzor odašiljača sastoji se od odašiljača i keramičkog vibratora pretvornika promjera oko 15 mm. Pretvornik služi za pretvaranje električne energije vibracije piezo keramičkog vibratora u super energiju i zračenje u zrak; a prijamni ultrazvučni senzori blizine je piezo keramički vibrator. Sastoji se od kruga za pojačavanje, prima val za generiranje mehaničke vibracije, koja ga pretvara u električnu energiju, i koristi ga kao izlaz prijemnika senzora za otkrivanje odaslanog super. U stvarnoj upotrebi također se može koristiti piezo keramički vibrator odašiljačkog senzora. Koristi se kao keramički vibrator za senzore prijemnika. Upravljački dio uglavnom kontrolira frekvenciju lanca impulsa, radni ciklus, rijetku modulaciju i brojanje te udaljenost detekcije koju šalje odašiljač. Napajanje ultrazvučnog senzora (ili izvor signala) može se koristiti s DC12V ± 10 % ili 24 V ± 10 %.

3. Način rada

Ultrazvučni pretvarač za mjerenje udaljenosti koristi zvučni medij za beskontaktnu detekciju objekta koji se detektira bez trošenja. Ultrazvučni senzori mogu otkriti prozirne ili obojene predmete, metalne ili nemetalne predmete, čvrste, tekuće i praškaste materijale. Na njegove performanse detekcije praktički ne utječu nikakvi uvjeti okoline, uključujući čađu i kišu. Ultrazvučni senzori uglavnom koriste način otkrivanja izravne refleksije. Detektirani objekt nalazi se ispred senzora koji se djelomično emitira natrag u senzor pomoću emitiranog zvučnog vala.

4. Raspon detekcije i kut akustične emisije

Raspon detekcije ultrazvučnog senzora udaljenosti ovisi o valnoj duljini i frekvenciji na kojoj se koristi. Što je valna duljina duža, frekvencija je manja, a udaljenost detekcije veća. Na primjer, kompaktni senzor s valnom duljinom milimetarske skale ima raspon detekcije od 300 do 500 mm. Senzor s valnom duljinom većom od 5 mm može detektirati domet do 8 m. Neki senzori imaju uži 6 mm; kut akustične emisije i stoga su prikladniji za precizno otkrivanje relativno malih objekata. Ostali senzori s kutovima akustične emisije od 12 mm do 15 mm, koji su sposobni detektirati objekte s velikim padinama. Osim toga, imamo ultrazvučni senzor vanjske sonde, odgovarajući elektronički krug nalazi se u konvencionalnom kućištu senzora. Ova je struktura prikladnija za otkrivanje situacija u kojima je prostor za ugradnju ograničen. Podešavanja senzora su gotovo svi ultrazvučni senzori koji mogu prilagoditi udaljene točke izlaza prekidača ili raspon mjerenja. Objekti izvan postavljenog raspona mogu se otkriti, ali neće pokrenuti promjenu izlaznog stanja. Neki senzori imaju različite parametre podešavanja, kao što je vrijeme odziva senzora, izvedba povratnog gubitka i podešavanje smjera rada kada je senzor spojen na pumpni uređaj. Ponovljivost, valna duljina i drugi čimbenici utjecat će na točnost ultrazvučnog senzora. Najvažniji čimbenik je brzina akustičnog vala s temperaturom, tako da mnogi ultrazvučni senzori imaju karakteristike temperaturne kompenzacije. Ova značajka omogućuje ultrazvučnim senzorima analognog izlaza postizanje ponovljivosti do 0,6 mm u širokom temperaturnom rasponu.