Anvendelse av ultralydsvinger i industriell automatisering

Typiske brukseksempler på ultralydsensorer

 

Ultralydsvingersensorer ble en gang ansett som for vanskelige eller for dyre å betjene, men med reduksjonen i kostnader og brukervennlighet har flere og flere mekaniske designere innlemmet ultralydsensorer i design av maskiner. Industrielle bruksområder for ultralydsensorer inkluderer detektering av fyllingsforhold, detektering av reflekterende gjenstander og stoffer, kontroll av utvidelse av løkketau og måling av avstander. Følgende er noen brukseksempler:

 

På fyllingsverkstedet, inspiser flasken

 

Hovedpunkter for valg av ultralydsensor:

 

Rekkevidde og størrelse, størrelsen på det oppdagede objektet vil påvirke det effektive området til ultrasonisk rekkevidde transduser , sensoren må oppdage et visst nivå av lydbølger for å bli begeistret for å sende ut signaler, et større objekt kan reflektere det meste av lydbølgene til sensoren, slik at sensoren kan Objektet registreres innenfor sine grenser, og et lite objekt kan bare reflektere svært få lydbølger, og dermed redusere sanserekkevidden betydelig.

 

Objektet som skal måles, det ideelle objektet som kan oppdages av pzt ultralydtransdusere skal være et stort, flatt objekt med høy tetthet, plassert vertikalt vendt mot sensoroverflaten. Vanskelige å oppdage er de hvis område A er veldig lite, eller er laget av lydabsorberende materiale, for eksempel skumplast, eller har et hjørne vendt mot sensoren. Noen gjenstander som er vanskelige å oppdage kan læres til bakgrunnsoverflaten til objektet først, og deretter reagere på objektet plassert mellom sensoren og bakgrunnen.

 

Når den brukes til væskemåling, må overflaten av væsken vende vertikalt mot ultralydsensoren. Hvis overflaten på væsken er svært ujevn, bør responstiden til sensoren justeres lenger. Den vil snitte disse endringene og kan sammenligne den faste avlesningen. Plukke. Med forbedringen av industriell automasjonsnivå i verden, er det flere og mer komplekse applikasjoner, som også stiller flere og høyere krav til funksjonene til sensorer. I denne sammenhengen har det dukket opp sensorer av ulike typer og prinsipper, og ultralydsensorer er en av dem.

 

Den første tingen å forklare er hva som er ultralydbølge: Vi vet alle at lyd produseres av vibrasjon. Det er en slags bølge, som forplanter seg i andre retninger i form av vibrasjoner i luft eller andre medier. Lydbølger av pzt ultralydsvingere med en frekvens mellom 20Hz og 20kHz kan ikke gjenkjennes av det menneskelige øret. Så vi kaller lydbølger med en vibrasjonsfrekvens høyere enn 20kHz ultralydbølger. Den har egenskapene til høy frekvens, kort bølgelengde, lite diffraksjonsfenomen, spesielt god retningsevne og retningsbestemt forplantning. Ultralydbølger vil produsere betydelig refleksjon når de møter urenheter eller grensesnitt for å danne ekko. Ultralydsensorer er sensorer som konverterer ultralydsignaler til andre energisignaler, vanligvis elektriske signaler.

 

I prinsippet kan ultralydsensorer deles inn i fire kategorier: ultralydmålesensorer, ultrasoniske nærhetssensorer, reflekterende plate-ultralydsensorer og MARPOSS ultralydsensorer med gjennomgående stråle. Blant disse fire produkttypene har reflekterende plate-ultralyd og gjennomstråle-ultralyd samme prinsipp som speilrefleksjon og gjennomstråle-fotoelektrisk i fotoelektriske sensorer, som er veldig enkle og trenger ingen nærmere introduksjon.

 

Ultralydavstandssensor og ultrasonisk nærhetssensor er de mest typiske og mye brukte. Arbeidsprinsippene deres er de samme, bortsett fra at en utgang er en bryterverdi og den andre er en analog verdi. Prinsippet er som følger:

 

Startmodus:

 

1. Sensoren genererer et parti med lydbølger/pulser under påvirkning av den elektroniske oscillatoren, og deretter sendes disse lydbølgene til luften rundt.

 

2. Lydbølger overføres fra sensoren til målet.

 

3. Sett sensoren i mottaksmodus.

 

Mottaksmodus:

1. En del av ekkoet som reflekteres av objektet går tilbake til sensoren.

 

2. Mikroprosessoren til sensoren beregner tiden t som brukes for sending og mottak. (Hvis lydhastigheten i mediet er v, er avstanden mellom sensoren og målet: S=v*t/2)

 

3. Mikroprosessoren driver et utgangssignal for å vise avstand eller bytteverdi.

 

På denne måten gjennomføres en komplett arbeidsprosess, og prinsippet er også veldig enkelt.

 

Neste er spørsmålet om søknad. Skjønt ultralydnivåtransdusersensorer og fotoelektriske sensorer kan erstatte hverandre i noen applikasjoner, mesteparten av tiden er de faktisk komplementære.

 

Fordeler med ultralydsensorer fremfor fotoelektriske sensorer:

 

Kan omgå små hindringer (som støv, fotoelektrisitet er absolutt ikke tillatt i dette miljøet).

 

Kan måle væskeposisjon. (f.eks. for overvåking av væskenivå)

 

Kan måle gjennomsiktige objekter. (som tilstedeværelse eller fravær av glass eller informasjon om forskyvning)

 

Ikke påvirket av fargen på overflaten til objektet. (ekstremt mørke eller ekstremt lyse overflater)

 

Ultralydsensorer kan brukes i oljete miljøer. (Selv om det spruter olje på føleroverflaten, kan sensoren fortsatt fungere normalt, men hvis oljen spruter på sender- og mottaksoverflaten til den fotoelektriske sensoren, vil ikke fotoelektrikken fungere)