Toepassing van ultrasone transducer in de industriële automatisering

Typische toepassingsvoorbeelden van ultrasone sensoren

 

Ultrasone transducersensoren werden ooit als te moeilijk of te duur beschouwd om te bedienen, maar met de verlaging van de kosten en het gebruiksgemak hebben steeds meer mechanische ontwerpers ultrasone sensoren in het ontwerp van machines opgenomen. Industriële toepassingsgebieden van ultrasone sensoren zijn onder meer het detecteren van vulomstandigheden, het detecteren van reflecterende objecten en stoffen, het regelen van de uitzetting van luskabels en het meten van afstanden. Hier volgen enkele toepassingsvoorbeelden:

 

Inspecteer de fles in de vulwerkplaats

 

Belangrijkste punten voor de selectie van ultrasone sensoren:

 

Bereik en grootte: de grootte van het gedetecteerde object heeft invloed op het effectieve bereik van de ultrasone bereiktransducer , de sensor moet een bepaald niveau aan geluidsgolven detecteren om te worden opgewonden om signalen uit te voeren, een groter object kan de meeste geluidsgolven naar de sensor reflecteren, dus de sensor kan het object binnen zijn grenzen detecteren, en een klein object kan slechts heel weinig geluidsgolven reflecteren, waardoor het detectiebereik aanzienlijk wordt verkleind.

 

Het te meten object, het ideale object dat kan worden gedetecteerd door de pzt ultrasone transducers moeten een groot, plat object met een hoge dichtheid zijn, verticaal geplaatst tegenover het detectieoppervlak van de sensor. Moeilijk te detecteren zijn degenen waarvan het gebied A erg klein is, of die zijn gemaakt van geluidsabsorberend materiaal, zoals schuimplastic, of een hoek hebben die naar de sensor is gericht. Sommige objecten die moeilijk te detecteren zijn, kunnen eerst aan het achtergrondoppervlak van het object worden geleerd en vervolgens reageren op het object dat tussen de sensor en de achtergrond is geplaatst.

 

Bij gebruik voor vloeistofmetingen moet het oppervlak van de vloeistof verticaal naar de ultrasone sensor gericht zijn. Als het oppervlak van de vloeistof erg oneffen is, moet de responstijd van de sensor langer worden aangepast. Het middelt deze veranderingen en kan de vaste meetwaarde vergelijken. Kies. Met de verbetering van het industriële automatiseringsniveau in de wereld zijn er steeds complexere toepassingen, die ook steeds hogere eisen stellen aan de functies van sensoren. In deze context zijn sensoren van verschillende typen en principes ontstaan, en ultrasone sensoren zijn daar één van.

 

Het eerste dat we moeten uitleggen is wat ultrasone golven zijn: we weten allemaal dat geluid wordt geproduceerd door trillingen. Het is een soort golf die zich in andere richtingen voortplant in de vorm van trillingen in de lucht of andere media. Geluidsgolven van pzt ultrasone transducers met een frequentie tussen 20 Hz en 20 kHz kunnen niet door het menselijk oor worden herkend. We noemen de geluidsgolven met een trillingsfrequentie hoger dan 20 kHz dus ultrasone golven. Het heeft de kenmerken van hoge frequentie, korte golflengte, klein diffractiefenomeen, vooral goede directionaliteit en directionele voortplanting. Ultrasone golven zullen een aanzienlijke reflectie veroorzaken wanneer ze onzuiverheden of interfaces tegenkomen die echo's vormen. Ultrasone sensoren zijn sensoren die ultrasone signalen omzetten in andere energiesignalen, meestal elektrische signalen.

 

In principe kunnen ultrasoonsensoren worden onderverdeeld in vier categorieën: ultrasone meetsensoren, ultrasone naderingssensoren, ultrasoonsensoren met reflecterende plaat en doorgaande MARPOSS-ultrasoonsensoren. Van deze vier soorten producten hebben reflecterende plaat ultrasoon en ultrasoon zender-ontvanger hetzelfde principe als spiegelreflectie en foto-elektrische zender-ontvanger in foto-elektrische sensoren, die zeer eenvoudig zijn en geen verdere introductie behoeven.

 

Ultrasone afstandssensor en ultrasone nabijheidssensor zijn de meest typische en meest gebruikte. Hun werkingsprincipes zijn hetzelfde, behalve dat de ene uitgang een schakelwaarde is en de andere een analoge waarde. Het principe is als volgt:

 

Startmodus:

 

1. De sensor genereert een reeks geluidsgolven/pulsen onder invloed van de elektronische oscillator, en vervolgens worden deze geluidsgolven naar de omringende lucht gestuurd.

 

2. Geluidsgolven worden van de sensor naar het doel verzonden.

 

3. Zet de sensor in de ontvangstmodus.

 

Ontvangstmodus:

1. Een deel van de door het object gereflecteerde echo keert terug naar de sensor.

 

2. De microprocessor van de sensor berekent de tijd t die wordt gebruikt voor verzending en ontvangst. (Als de geluidssnelheid in het medium v ​​is, is de afstand tussen de sensor en het doel: S=v*t/2)

 

3. De microprocessor stuurt een uitgangssignaal aan om de afstand of schakelwaarde weer te geven.

 

Op deze manier wordt een compleet werkproces voltooid en is het principe ook heel eenvoudig.

 

Vervolgens komt de toepassingsvraag aan de orde. Hoewel ultrasone niveautransducersensoren en foto-elektrische sensoren kunnen elkaar in sommige toepassingen vervangen, maar zijn meestal complementair.

 

Voordelen van ultrasone sensoren ten opzichte van foto-elektrische sensoren:

 

Kan kleine obstakels omzeilen (zoals stof, foto-elektriciteit is in deze omgeving absoluut niet toegestaan).

 

Kan de vloeistofpositie meten. (bijv. voor vloeistofniveaubewaking)

 

Kan transparante objecten meten. (zoals de aan- of afwezigheid van glas of verplaatsingsinformatie)

 

Wordt niet beïnvloed door de kleur van het oppervlak van het object. (extreem donkere of extreem heldere oppervlakken)

 

Ultrasone sensoren kunnen worden gebruikt in olieachtige omgevingen. (Zelfs als er olie op het sensoroppervlak spat, kan de sensor nog steeds normaal werken, maar als de olie op het zend- en ontvangstoppervlak van de foto-elektrische sensor spat, werkt de foto-elektrische sensor niet)