Applicazione dei trasduttori ad ultrasuoni nel campo dell'automazione industriale

Applicazione dei sensori ad ultrasuoni nel campo dell'automazione industriale

Il progresso tecnologico rende i sensori a ultrasuoni di oggi molto durevoli e dotati di eccellenti capacità di rilevamento. Queste nuove tecnologie fanno trasduttore di livello ad ultrasuoni più semplice, più flessibile e più conveniente. Queste funzionalità recentemente migliorate aprono un nuovo campo di applicazione oltre le tradizionali applicazioni dei sensori a ultrasuoni. I sensori a ultrasuoni offrono oggi ai progettisti di macchine una soluzione nuova e creativa trovata nei campi industriali. Alcuni anni fa, nel campo della tecnologia dei sensori, i sensori a ultrasuoni sono sempre stati la scelta di riserva. I progettisti scelgono la tecnologia a ultrasuoni solo quando altre tecnologie di rilevamento non funzionano. In genere, si verifica nel rilevamento di oggetti trasparenti, nel rilevamento a lunga distanza o in locale. Questa tecnica viene utilizzata solo quando il colore del target cambia. IL

L'applicazione della nuova tecnologia consente ai sensori a ultrasuoni di oggi di resistere alla prova di ambienti difficili:

  I sensori a ultrasuoni con livelli di protezione IP67 e IP69K possono essere utilizzati in ambienti umidi, come le macchine per il lavaggio delle bottiglie.

 Circuito di compensazione della temperatura integrato, in condizioni operative normali o mutevoli, quando si verifica un evidente cambiamento di temperatura, il circuito di compensazione della temperatura verrà utilizzato per la correzione.

La superficie del modello in Teflon il trasduttore piezoelettrico ad ultrasuoni ha un rivestimento speciale che può essere utilizzato per resistere all'erosione di sostanze chimiche dannose.

Il circuito di filtro avanzato può proteggere il sensore a ultrasuoni dalle interferenze del campo.

La nuova testa del sensore ha una maggiore capacità di autoprotezione, può resistere ai danni materiali e adattarsi a un ambiente sporco.

 

Facilità d'uso:

Una caratteristica notevole della nuova generazione di sensori a ultrasuoni è la facilità d'uso, che include l'impostazione dei pulsanti, la programmazione degli interruttori DIP e una selezione di più programmi.

Il pulsante di commutazione è incorporato nel dispositivo sensore, il che rende molto semplice la regolazione della distanza del sensore installato. È molto semplice posizionare il bersaglio davanti al sensore e premere il pulsante. Questo sensore può cogliere automaticamente la dimensione della finestra e la distanza. La facilità di installazione significa che lo stesso sensore può essere utilizzato in molte applicazioni diverse.

Il modo in cui sono programmati gli interruttori significa che è semplice Il sensore ad ultrasuoni piezoelettrico può essere personalizzato per un'applicazione specifica. Queste funzionalità personalizzate includono tempo di risposta, tipo di uscita, opzioni digitali e analogiche e impostazioni speciali per il controllo livello/livello. 

I sensori a ultrasuoni generalmente contengono più tipi di uscita in un unico sensore. I modelli con due uscite di commutazione possono utilizzare un sensore per rilevare due oggetti a distanze diverse contemporaneamente, mentre i sensori con un'uscita di commutazione e un'uscita analogica contemporaneamente possono essere utilizzati per la misurazione e dispongono di un'uscita di allarme.

Queste caratteristiche rendono i sensori a ultrasuoni più flessibili e selettivi rispetto ad altri sensori tecnologici.

  Principi di base sull'utilizzo dei sensori a ultrasuoni

Il modulo dei sensori a ultrasuoni utilizza la vibrazione della ceramica vibrante a pressione sulla testa del sensore per generare onde sonore ad alta frequenza che non sono udibili dall'orecchio umano per il rilevamento. Se le onde sonore colpiscono un oggetto, il sensore può ricevere l'onda di ritorno. Il sensore può determinare la distanza dell'oggetto attraverso la lunghezza d'onda dell'onda sonora e la differenza temporale tra l'onda sonora emessa e l'onda sonora di ritorno ricevuta. In genere, un sensore può avere due impostazioni: distanza ravvicinata e distanza lunga tramite l'impostazione del pulsante, indipendentemente dall'oggetto che il sensore può rilevare in quel tipo di confine. Ad esempio: un sensore a ultrasuoni può essere installato su una piscina riempita di liquido, o su una scatola piena di palline, e invia onde sonore al contenitore e determina se il contenitore è pieno, vuoto o parzialmente pieno.

I sensori a ultrasuoni utilizzano anche modelli di trasmettitore e ricevitore indipendenti. Quando si rilevano oggetti in movimento lento o quando è richiesta una risposta rapida o applicata in un ambiente umido, questo tipo di sensore anti-ripresa o a ultrasuoni separato è molto utile. Sii applicabile. I sensori a ultrasuoni vengono utilizzati per rilevare oggetti trasparenti, liquidi, superfici di materiali lisce, ruvide e lucide, traslucide e oggetti irregolari. Le situazioni in cui il sensore a ultrasuoni non è adatto sono: all'aperto, in un ambiente estremamente caldo, in un contenitore sotto pressione e inoltre non è possibile rilevare oggetti con schiuma.

 

Punti chiave per la selezione del sensore a ultrasuoni:

Portata e dimensione: la dimensione dell'oggetto rilevato influenzerà la portata massima effettiva del sensore a ultrasuoni. Il sensore deve rilevare un certo livello di onde sonore per essere eccitato ai segnali di uscita. Un oggetto più grande può riflettere la maggior parte delle onde sonore sul sensore, quindi il sensore L'oggetto può essere rilevato entro la sua portata massima, mentre un oggetto piccolo può riflettere solo una piccola quantità di onde sonore, il che ovviamente riduce la portata di rilevamento.

Oggetto da misurare: l'oggetto che può essere rilevato dal Il sensore della portata a ultrasuoni deve essere un oggetto grande, piatto e ad alta densità, posizionato verticalmente di fronte alla superficie di rilevamento del sensore. I più difficili da rilevare sono quelli che hanno aree molto piccole, o sono realizzati con materiali fonoassorbenti, come la schiuma, o hanno gli angoli rivolti verso il sensore. Alcuni oggetti difficili da rilevare possono essere prima appresi sulla superficie di sfondo dell'oggetto e poi reagire all'oggetto posizionato tra il sensore e lo sfondo.

Quando viene utilizzata per la misurazione di liquidi, la superficie del liquido deve essere rivolta verticalmente verso il sensore a ultrasuoni. Se la superficie del liquido è molto irregolare, il tempo di risposta del sensore dovrebbe essere regolato più a lungo. Calcolerà la media di questi cambiamenti e potrà confrontare la lettura fissa. Scegliere.

L'utilizzo del sensore a ultrasuoni in modalità Retrosonic consente di rilevare oggetti irregolari. Nella modalità retrosonica il sensore a ultrasuoni è in grado di rilevare innanzitutto uno sfondo piatto, ad esempio un muro. Quando un qualsiasi oggetto passa tra il sensore e il muro, bloccando le onde sonore, il sensore rileva l'interruzione e riconosce la presenza di un oggetto.

Vibrazioni: che si tratti della vibrazione del sensore stesso o dei macchinari circostanti, ciò influenzerà la precisione della misurazione della distanza. A questo punto si possono prendere in considerazione alcune misure di assorbimento degli urti, ad esempio: utilizzare apparecchiature antisismiche in gomma per realizzare una base per il sensore, che può ridurre le vibrazioni. Può eliminare o minimizzare le vibrazioni.

Attenuazione: quando la temperatura ambiente cambia lentamente, il sensore a ultrasuoni con compensazione della temperatura può apportare regolazioni, ma se la temperatura cambia troppo velocemente, il sensore non sarà in grado di effettuare regolazioni.

Valutazione errata: le onde sonore potrebbero essere riflesse da alcuni oggetti vicini, come binari guida o dispositivi fissi. Per garantire l'affidabilità del rilevamento, l'influenza degli oggetti circostanti sulla riflessione delle onde sonore deve essere ridotta o eliminata. Per evitare falsi rilevamenti di oggetti circostanti, molti sensori a ultrasuoni sono dotati di un indicatore LED che guida l'operatore nell'installazione, per garantire che il sensore sia installato correttamente, riducendo il rischio di errore.

Esempi tipici di applicazione dei sensori ad ultrasuoni

Un tempo i sensori a ultrasuoni erano considerati troppo difficili o troppo costosi da utilizzare, ma con la riduzione dei costi e la facilità d'uso, sempre più progettisti meccanici hanno incorporato i sensori a ultrasuoni nella progettazione delle macchine. Le applicazioni industriali dei sensori a ultrasuoni includono il rilevamento delle condizioni di riempimento, il rilevamento di oggetti e sostanze riflettenti, il controllo dell'espansione delle funi ad anello e la misurazione delle distanze. Di seguito sono riportati alcuni esempi di applicazione:

 

Nel laboratorio di imbottigliamento, ispezione delle bottiglie

Nel trattamento dell'acqua o nell'officina di produzione in fabbrica, rilevare il livello del liquido e controllare il riempimento del contenitore

Nel controllo del livello del liquido, il sensore a ultrasuoni integrato con la logica delle funzioni di pompaggio e pompaggio può controllare il livello del liquido

Rileva se il coperchio della lattina è storto o se non è presente alcun coperchio nell'officina di confezionamento

L'applicazione industriale dei sensori a ultrasuoni è in rapido sviluppo. Questa tecnologia, un tempo molto costosa e di bassa precisione, è diventata facile da usare, ad alta precisione e a basso costo. I sensori a ultrasuoni sono diventati un dispositivo di routine nel controllo di processo per migliorare la qualità del prodotto, rilevare prodotti difettosi, confermare la presenza o l'assenza e altri campi. Il sensore migliora inoltre la produttività riducendo gli scarti ed evitando tempi di inattività dovuti a parti danneggiate. In futuro, lo sviluppo di tali prodotti in questo campo tecnico continuerà questa tendenza. Si tratta di una sfida, ma nel settore c'è un consenso sul fatto che i sensori a ultrasuoni sono presenti in tutte le aree di produzione, compreso il controllo di qualità e il processo. Sia il controllo che il rilevamento hanno un grande potenziale di sviluppo.