Penerapan transduser ultrasonik di bidang otomasi industri

Penerapan sensor ultrasonik di bidang otomasi industri

Kemajuan teknologi membuat sensor ultrasonik saat ini sangat tahan lama dan memiliki kemampuan penginderaan yang sangat baik. Teknologi baru ini menghasilkan transduser tingkat ultrasonik lebih sederhana, lebih fleksibel, dan lebih hemat biaya. Fitur-fitur baru yang ditingkatkan ini membuka bidang aplikasi baru di luar aplikasi sensor ultrasonik tradisional. Sensor ultrasonik saat ini menawarkan kepada perancang mesin solusi baru dan kreatif yang dapat ditemukan di bidang industri. Beberapa tahun lalu, di bidang teknologi sensor, sensor ultrasonik selalu menjadi pilihan cadangan. Desainer hanya memilih teknologi ultrasonik ketika teknologi penginderaan lainnya gagal berfungsi. Umumnya terjadi pada pendeteksian objek transparan, penginderaan jarak jauh atau lokal. Teknik ini hanya digunakan ketika warna target berubah. itu

Penerapan teknologi baru memungkinkan sensor ultrasonik masa kini tahan terhadap pengujian di lingkungan yang keras:

  Sensor ultrasonik dengan tingkat perlindungan IP67 dan IP69K dapat digunakan di lingkungan basah, seperti mesin pencuci botol.

 Sirkuit kompensasi suhu internal, dalam kondisi pengoperasian normal atau berubah, ketika ada perubahan suhu yang jelas, sirkuit kompensasi suhu akan digunakan untuk koreksi.

Permukaan model teflon transduser piezo ultrasonik memiliki lapisan khusus yang dapat digunakan untuk menahan erosi bahan kimia berbahaya.

Rangkaian filter canggih dapat melindungi sensor ultrasonik dari gangguan medan.

Kepala sensor sensor baru memiliki kemampuan perlindungan diri yang lebih kuat, dapat menahan kerusakan material, dan beradaptasi dengan lingkungan yang kotor.

 

Kemudahan penggunaan:

Fitur penting dari sensor ultrasonik generasi baru adalah kemudahan penggunaan, yang mencakup pengaturan tombol, pemrograman sakelar DIP, dan pilihan beberapa program.

Tombol saklar tertanam pada perangkat sensor sehingga sangat memudahkan dalam mengatur jarak sensor yang terpasang. Caranya sangat mudah, letakkan target di depan sensor dan tekan tombolnya. Sensor ini secara otomatis dapat menangkap ukuran jendela dan jaraknya. Pemasangan yang mudah berarti sensor yang sama dapat digunakan dalam banyak aplikasi berbeda.

Cara sakelar diprogram sangat sederhana sensor ultrasonik piezoelektrik dapat disesuaikan untuk aplikasi tertentu. Fitur yang dipersonalisasi ini mencakup waktu respons, jenis output, opsi digital dan analog, dan pengaturan khusus untuk kontrol level/level. 

Sensor ultrasonik umumnya berisi beberapa jenis keluaran dalam satu sensor. Model dengan dua keluaran sakelar dapat menggunakan satu sensor untuk merasakan dua objek pada jarak berbeda secara bersamaan, sedangkan sensor dengan keluaran sakelar dan keluaran analog pada saat yang sama dapat digunakan untuk pengukuran dan memiliki keluaran alarm.

Karakteristik tersebut menjadikan sensor ultrasonik lebih fleksibel dan selektif dibandingkan sensor teknologi lainnya.

  Prinsip Dasar Penggunaan Sensor Ultrasonik

Modul sensor ultrasonik menggunakan getaran keramik yang bergetar bertekanan di kepala sensor untuk menghasilkan gelombang suara frekuensi tinggi yang tidak terdengar oleh telinga manusia untuk penginderaan. Jika gelombang suara mengenai suatu benda, sensor dapat menerima gelombang balik. Sensor dapat menentukan jarak suatu benda melalui panjang gelombang gelombang bunyi dan selisih waktu antara gelombang bunyi yang dipancarkan dengan gelombang bunyi balik yang diterima. Biasanya, sebuah sensor dapat memiliki dua pengaturan jarak dekat dan jarak jauh melalui pengaturan tombol, terlepas dari objeknya. Dalam batas semacam itu, sensor dapat mendeteksi. Misalnya: sensor ultrasonik dapat dipasang pada kolam berisi cairan, atau pada kotak berisi bola-bola kecil, dan mengirimkan gelombang suara ke wadah, dan menentukan apakah wadah tersebut penuh, kosong, atau terisi sebagian.

Sensor ultrasonik juga menggunakan model pemancar dan penerima independen. Saat mendeteksi objek yang bergerak lambat, atau ketika respons cepat diperlukan atau diterapkan di lingkungan lembab, sensor ultrasonik anti-penembakan atau terpisah semacam ini sangat berguna. Dapat diterapkan. Sensor ultrasonik digunakan ketika mendeteksi benda transparan, cairan, permukaan material halus, kasar dan mengkilat, permukaan material tembus cahaya, dan benda tidak beraturan. Situasi dimana sensor ultrasonik tidak cocok adalah: di luar ruangan, lingkungan yang sangat panas, dalam wadah bertekanan, dan juga tidak dapat mendeteksi objek dengan busa.

 

Poin-poin penting untuk pemilihan sensor ultrasonik:

Jangkauan dan ukuran: Besar kecilnya objek yang terdeteksi akan mempengaruhi jangkauan efektif maksimum sensor ultrasonik. Sensor harus mendeteksi tingkat gelombang suara tertentu agar dapat tereksitasi menjadi sinyal keluaran. Benda yang lebih besar dapat memantulkan sebagian besar gelombang suara ke sensor, sehingga sensor Benda tersebut dapat dirasakan dalam jangkauan maksimumnya, dan benda kecil hanya dapat memantulkan sejumlah kecil gelombang suara, yang jelas mengurangi jangkauan penginderaan.

Objek yang akan diukur: Objek yang dapat dideteksi oleh sensor jangkauan ultrasonik harus berupa benda besar, datar, berkepadatan tinggi, ditempatkan secara vertikal menghadap permukaan penginderaan sensor. Yang paling sulit dideteksi adalah yang luasnya sangat kecil, atau terbuat dari bahan penyerap suara, seperti busa, atau memiliki sudut menghadap sensor. Beberapa objek yang sulit dideteksi dapat diajarkan ke permukaan latar belakang objek tersebut terlebih dahulu, kemudian bereaksi terhadap objek yang ditempatkan di antara sensor dan latar belakang.

Saat digunakan untuk pengukuran cairan, permukaan cairan harus menghadap sensor ultrasonik secara vertikal. Jika permukaan cairan sangat tidak rata, waktu respons sensor harus disesuaikan lebih lama. Ini akan menghitung rata-rata perubahan ini dan dapat membandingkan pembacaan tetap. Memilih.

Menggunakan sensor ultrasonik dalam mode Retrosonic memungkinkan untuk mendeteksi objek tidak beraturan. Dalam mode retrosonik, sensor ultrasonik terlebih dahulu dapat mendeteksi latar belakang datar, seperti dinding. Ketika ada benda yang lewat di antara sensor dan dinding, gelombang suara akan terhalang, sensor merasakan gangguan dan mengenali keberadaan suatu benda.

Getaran: Baik itu getaran sensor itu sendiri atau mesin di sekitarnya, hal itu akan mempengaruhi keakuratan pengukuran jarak. Saat ini beberapa tindakan peredam guncangan dapat dipertimbangkan, misalnya: menggunakan peralatan anti gempa berbahan karet untuk membuat alas sensor yang dapat meredam getaran. Dapat menghilangkan atau meminimalkan getaran.

Atenuasi: Ketika suhu lingkungan berubah secara perlahan, sensor ultrasonik dengan kompensasi suhu dapat melakukan penyesuaian, tetapi jika suhu berubah terlalu cepat, sensor tidak akan dapat melakukan penyesuaian.

Kesalahan penilaian: Gelombang suara mungkin dipantulkan oleh beberapa objek di dekatnya, seperti rel pemandu atau perlengkapan tetap. Untuk menjamin keandalan pendeteksian, pengaruh objek sekitar terhadap pantulan gelombang suara harus dikurangi atau dihilangkan. Untuk menghindari deteksi palsu terhadap objek di sekitarnya, banyak sensor ultrasonik Terdapat indikator LED untuk memandu operator dalam memasang, untuk memastikan sensor dipasang dengan benar sehingga mengurangi risiko kesalahan.

Contoh aplikasi khas sensor ultrasonik

Sensor ultrasonik pernah dianggap terlalu sulit atau terlalu mahal untuk dioperasikan, namun dengan pengurangan biaya dan kemudahan penggunaan, semakin banyak perancang mekanik yang memasukkan sensor ultrasonik ke dalam desain mesin. Aplikasi industri sensor ultrasonik termasuk mendeteksi kondisi pengisian, mendeteksi objek dan zat reflektif, mengendalikan perluasan tali cincin dan mengukur jarak. Berikut ini beberapa contoh penerapannya:

 

Di bengkel pembotolan, memeriksa botol

Di bengkel pengolahan air atau produksi pabrik, deteksi level cairan dan kontrol pengisian wadah

Dalam kontrol level cairan, sensor ultrasonik yang terintegrasi dengan logika fungsi pompa masuk dan keluar dapat mengontrol level cairan

Deteksi apakah tutup kaleng bengkok atau tidak ada tutupnya di bengkel pengemasan

Aplikasi industri sensor ultrasonik berkembang pesat. Teknologi yang dulunya sangat mahal dan berpresisi rendah ini kini menjadi mudah digunakan, berpresisi tinggi, dan berbiaya rendah. Sensor ultrasonik telah menjadi perangkat rutin dalam pengendalian proses untuk meningkatkan kualitas produk, mendeteksi produk cacat, mengkonfirmasi ada tidaknya dan bidang lainnya. Sensor ini juga meningkatkan produktivitas dengan mengurangi sisa dan menghindari waktu henti akibat komponen yang rusak. Kedepannya, pengembangan produk-produk di bidang teknis ini akan melanjutkan tren tersebut. Ini merupakan sebuah tantangan, namun terdapat konsensus di industri bahwa sensor ultrasonik ada di semua bidang manufaktur, termasuk kendali mutu, proses, kendali dan deteksi memiliki potensi besar untuk dikembangkan.