Elastyczne rozwiązania przetworników ultradźwiękowych

                         Elastyczne rozwiązania przetworników ultradźwiękowych 

Postęp technologiczny sprawia piezoelektryczne przetworniki ultradźwiękowe są bardzo trwałe i mają doskonałe możliwości wykrywania. Dzięki tym nowym technologiom czujniki ultradźwiękowe są prostsze, bardziej elastyczne i tańsze. Te nowo ulepszone funkcje otwierają nowy obszar zastosowań poza tradycyjnymi zastosowaniami przetworników ultradźwiękowych. Przetworniki ultradźwiękowe oferują projektantom maszyn ultradźwiękowych nowe, kreatywne rozwiązanie spotykane w dziedzinach przemysłu. Kilka lat temu w dziedzinie technologii czujników przetworniki ultradźwiękowe zawsze były wyborem zapasowym. Projektanci wybierają technologię ultradźwiękową tylko wtedy, gdy inne technologie wykrywania nie działają. Generalnie ma to miejsce przy detekcji obiektów przezroczystych, przy detekcji dalekiego zasięgu lub lokalnie. Technikę tę stosuje się tylko wtedy, gdy zmienia się kolor obiektu. 

Dzięki zastosowaniu nowych technologii dzisiejsze czujniki ultradźwiękowe wytrzymują testy w trudnych warunkach:

Przetworniki ultradźwiękowe o stopniu ochrony IP67 i IP69K mogą być stosowane w wilgotnych środowiskach, np. w pralkach do butelek. Wbudowany obwód kompensacji temperatury, w normalnym lub zmieniającym się stanie pracy, gdy nastąpi znaczna zmiana temperatury, obwód kompensacji temperatury zostanie skorygowany. Powierzchnia Przetworniki ultradźwiękowe do pomiaru odległości posiadają specjalną powłokę odporną na erozję szkodliwych substancji chemicznych. Zaawansowany obwód filtra może chronić czujnik ultradźwiękowy przed zakłóceniami pola. Nowa głowica czujnika ma większą zdolność samoobrony, jest odporna na uszkodzenia materialne i dostosowuje się do brudnego środowiska.

Godną uwagi cechą nowej generacji podwodny przetwornik ultradźwiękowy to łatwość obsługi, która obejmuje ustawienia przycisków, programowanie przełączników DIP i wybór wielu programów. Przycisk włącznika jest osadzony w czujniku ultradźwiękowym, co znacznie ułatwia regulację odległości montażu czujnika ultradźwiękowego. Bardzo łatwo jest umieścić cel przed czujnikiem ultradźwiękowym i nacisnąć przycisk. Ten czujnik ultradźwiękowy może automatycznie wykryć rozmiar okna i odległość. Łatwa instalacja oznacza, że ​​ten sam czujnik może być używany w wielu różnych zastosowaniach. Sposób zaprogramowania przełączników oznacza, że ​​czujnik ultradźwiękowy można dostosować do konkretnego zastosowania. Te spersonalizowane funkcje obejmują czas reakcji, typ wyjścia, opcje cyfrowe i analogowe oraz specjalne ustawienia kontroli poziomu/poziomu. 

Piezoelektryczne czujniki ultradźwiękowe zazwyczaj zawierają wiele typów wyjść w jednym czujniku. Modele z dwoma wyjściami przełączającymi mogą wykorzystywać jeden czujnik do jednoczesnej detekcji dwóch obiektów znajdujących się w różnych odległościach, natomiast czujniki z wyjściem przełączającym i jednocześnie wyjściem analogowym. Może służyć do pomiaru i posiada wyjście alarmowe.

Te cechy sprawiają, że czujniki ultradźwiękowe są bardziej elastyczne i selektywne niż inne czujniki technologiczne. Podstawową zasadą stosowania przetwornika ultradźwiękowego jest to, że czujnik ultradźwiękowy wykorzystuje wibracje ceramiki wibracyjnej pod ciśnieniem na głowicy czujnika do generowania fali dźwiękowej o wysokiej częstotliwości, która nie jest słyszalna przez ludzkie ucho w celu wykrycia. Jeśli fala dźwiękowa uderzy w obiekt, czujnik ultradźwiękowy może odebrać sygnał zwrotny. Fala. The czujnik ultradźwiękowy może określić odległość obiektu poprzez długość fali fali dźwiękowej oraz różnicę czasu pomiędzy wyemitowaną falą dźwiękową a odebraną powrotną falą dźwiękową. Zazwyczaj czujnik ultradźwiękowy może mieć dwa ustawienia bliskiej odległości i dużej odległości poprzez ustawienie przycisku, niezależnie od obiektu. W tego rodzaju granicy czujnik ultradźwiękowy może go wykryć. Na przykład: czujnik ultradźwiękowy można zainstalować na basenie wypełnionym cieczą lub na pudełku wypełnionym małymi kulkami i wysyłać fale dźwiękowe do pojemnika i określać, czy pojemnik jest pełny, pusty, czy częściowo pełny.

Czujniki ultradźwiękowe wykorzystują również niezależne modele nadajnika i odbiornika. Kiedy wykrywane są wolno poruszające się obiekty lub gdy wymagana jest szybka reakcja lub stosowana w wilgotnym środowisku, ten rodzaj czujnika ultradźwiękowego zapobiegającego strzelaniu lub oddzielnego czujnika ultradźwiękowego jest bardzo przydatny. Czujniki ultradźwiękowe stosuje się do wykrywania obiektów przezroczystych, cieczy, gładkich, szorstkich i błyszczących, półprzezroczystych powierzchni materiałów oraz obiektów nieregularnych. Sytuacje, w których czujnik ultradźwiękowy nie jest odpowiedni, to: na zewnątrz, w bardzo gorącym środowisku, w pojemniku pod ciśnieniem, a także nie jest w stanie wykryć obiektów z pianą.

Kluczowe punkty przy wyborze czujnika ultradźwiękowego:

Rozmiar wykrytego obiektu będzie miał wpływ na maksymalny efektywny zasięg podwodny ultradźwiękowy czujnik głębokości . Czujnik musi wykryć określony poziom fal dźwiękowych, aby zostały wzbudzone i wygenerowane sygnały wyjściowe. Większy obiekt może odbić większość fal dźwiękowych do czujnika, więc czujnik może wyczuć ten obiekt z maksymalną mocą, natomiast mały obiekt może odbić tylko kilka fal dźwiękowych, co znacznie zmniejsza zasięg wykrywania. Obiekt do pomiaru: Obiekt, który może wykryć czujnik ultradźwiękowy, powinien być dużym, płaskim obiektem o dużej gęstości, umieszczonym pionowo w stronę powierzchni czujnikowej czujnika. Najtrudniej wykryć te, które mają bardzo małą powierzchnię, są wykonane z materiału dźwiękochłonnego, np. pianki, lub mają róg skierowany w stronę czujnika. Niektóre obiekty, które są trudne do wykrycia, można najpierw nauczyć się powierzchni tła obiektu, a następnie reagować na obiekt umieszczony pomiędzy czujnikiem a tłem.

W przypadku pomiaru cieczy powierzchnia cieczy musi być skierowana pionowo w stronę czujnika ultradźwiękowego. Jeżeli powierzchnia cieczy jest bardzo nierówna, należy wydłużyć czas reakcji czujnika. Uśredni te zmiany i może porównać ustalony odczyt. 

Zastosowanie czujnika ultradźwiękowego w trybie retrodźwiękowym umożliwia wykrywanie nieregularnych obiektów. W trybie retrodźwiękowym czujnik ultradźwiękowy może najpierw wykryć płaskie tło, takie jak ściana. Gdy jakikolwiek obiekt przejdzie pomiędzy czujnikiem a ścianą, zostanie zablokowany. Fale dźwiękowe, czujnik wyczuwa przerwanie i rozpoznaje obecność obiektu.

Wibracje: Niezależnie od tego, czy są to wibracje samego czujnika, czy otaczających go maszyn, będą one miały wpływ na dokładność pomiaru odległości. W tym momencie można rozważyć pewne środki amortyzujące, na przykład: użycie gumowego sprzętu antysejsmicznego w celu wykonania podstawy dla czujnika, co może zmniejszyć wibracje. Może wyeliminować lub zminimalizować wibracje.

Tłumienie: Gdy temperatura otoczenia zmienia się powoli, czujnik ultradźwiękowy z kompensacją temperatury może dokonać regulacji, ale jeśli temperatura zmienia się zbyt szybko, czujnik ultradźwiękowy nie będzie w stanie dokonać regulacji.

Błędna ocena: Fale dźwiękowe mogą odbijać się od niektórych pobliskich obiektów, takich jak szyny prowadzące lub stałe mocowania. Aby zapewnić niezawodność detekcji, należy zmniejszyć lub wyeliminować wpływ otaczających obiektów na odbicie fali dźwiękowej. Aby uniknąć fałszywego wykrycia otaczających obiektów i wielu ultradźwiękowe czujniki poziomu . Wskaźnik LED pomaga operatorowi podczas instalacji i zapewnia prawidłową instalację czujnika, zmniejszając ryzyko błędu.

Typowe przykłady zastosowań czujników ultradźwiękowych

Kiedyś uważano, że czujniki ultradźwiękowe są zbyt trudne lub zbyt drogie w obsłudze, ale wraz ze zmniejszeniem kosztów i łatwością obsługi coraz więcej projektantów mechanicznych włącza czujniki ultradźwiękowe do projektów maszyn. Przemysłowe obszary zastosowań czujników ultradźwiękowych obejmują wykrywanie stanu napełnienia, wykrywanie obiektów i substancji odblaskowych, kontrolowanie rozszerzania się pętli i pomiar odległości.