Tryb pracy czujnika ultradźwiękowego

Jeżeli w czujniku nadawczym przyłożymy piezoelektryczny element ceramiczny o częstotliwości rezonansowej 40 kHz (do oscylatora dwukrystalicznego przyłożymy napięcie wysokiej częstotliwości 40 kHz, to piezoelektryczny element ceramiczny zostanie wydłużony i skrócony zgodnie z polaryzacją przyłożonego napięcia wysokiej częstotliwości, tak że transmitowane będą fale ultradźwiękowe o częstotliwości 40 kHz. Fala ultradźwiękowa rozchodzi się w postaci gęstej (stopień gęstości można modulować za pomocą sterownika) obwód) i jest przesyłany do odbiornika fal. Odbiornik działa na zasadzie efektu piezoelektrycznego wykorzystywanego przez czujnik ciśnienia, to znaczy wywierania nacisku na element piezoelektryczny w celu wytworzenia ciśnienia. Gdy element elektryczny jest naprężony, wytwarza napięcie sinusoidalne 40 kHz z biegunem „+” po jednej stronie i biegunem „-” po drugiej. Ponieważ amplituda napięcia o wysokiej częstotliwości jest mała, czujnik ultradźwiękowy umożliwia to wzmocnienie bezpiecznie cofaj. Zasada działania ultradźwiękowego czujnika odległości polega na wykrywaniu wszelkich przeszkód w pobliżu drogi cofania i ostrzeganiu w odpowiednim czasie. Zaprojektowany system wykrywania może zapewniać zarówno dźwiękowe, jak i wizualne ostrzeżenia dźwiękowe i wizualne, a ostrzeżenie wskazuje, że w martwej strefie odległości i kierunku wykryto przeszkody. W ten sposób, w wąskim miejscu, niezależnie od tego, czy jest to parking, czy jazda, za pomocą systemu wykrywania przeszkód podczas cofania ciśnienie zostanie zmniejszone i można będzie łatwo podjąć niezbędne działania.

2. Komponenty systemu

Składa się z czujnika nadawczego (lub nadajnika fal), czujnika odbiorczego (lub odbiornika fal), części sterującej i części zasilającej. Czujnik nadajnika składa się z nadajnika i ceramicznego przetwornika wibracyjnego o średnicy około 15 mm. Przetwornik przekształca energię drgań elektrycznych wibratora piezoceramicznego w superenergię i emituje ją w powietrze; a odbierającym ultradźwiękowym czujnikiem zbliżeniowym jest piezoceramiczny przetwornik wibracyjny. Składający się z obwodu wzmacniającego odbiera falę w celu wygenerowania wibracji mechanicznych, które przekształcają ją w energię elektryczną i wykorzystują ją jako sygnał wyjściowy odbiornika czujnika do wykrywania transmitowanego super. W rzeczywistym użyciu można również zastosować wibrator piezoceramiczny czujnika nadawczego. Stosowany jako wibrator ceramiczny do czujników odbiornika. Część sterująca kontroluje głównie częstotliwość łańcucha impulsów, cykl pracy, rzadką modulację i zliczanie oraz odległość wykrywania wysyłaną przez nadajnik. Zasilacz czujnika ultradźwiękowego (lub źródło sygnału) może być używany przy napięciu stałym 12 V ± 10% lub 24 V ± 10%.

3. Tryb pracy

Przetwornik ultradźwiękowy do pomiaru odległości wykorzystuje medium dźwiękowe do bezkontaktowego i odpornego na zużycie wykrywania wykrywanego obiektu. Czujniki ultradźwiękowe mogą wykrywać obiekty przezroczyste lub kolorowe, metalowe lub niemetalowe, materiały stałe, płynne i sypkie. Na skuteczność wykrywania praktycznie nie mają wpływu żadne warunki środowiskowe, w tym sadza i deszcz. Czujniki ultradźwiękowe wykorzystują głównie tryb wykrywania typu bezpośredniego odbicia. Wykryty obiekt znajduje się przed czujnikiem i jest częściowo emitowany z powrotem do czujnika poprzez wyemitowaną falę dźwiękową.

4.Zasięg detekcji i kąt emisji akustycznej

Zasięg wykrywania ultradźwiękowego czujnika odległości zależy od długości fali i częstotliwości, z jaką jest on używany. Im dłuższa długość fali, tym mniejsza częstotliwość i większa odległość wykrywania. Na przykład kompaktowy czujnik o długości fali w skali milimetrowej ma zakres wykrywania od 300 do 500 mm. Czujnik o długości fali większej niż 5 mm może wykryć zasięg do 8 m. Niektóre czujniki mają węższe 6 mm; kąt emisji akustycznej i dlatego są bardziej odpowiednie do dokładnego wykrywania stosunkowo małych obiektów. Inne czujniki o kątach emisji akustycznej od 12 mm do 15 mm, które są w stanie wykryć obiekty o dużych spadkach. Dodatkowo posiadamy czujnik ultradźwiękowy typu sonda zewnętrzna, odpowiadający mu obwód elektroniczny znajduje się w konwencjonalnej obudowie czujnika. Ta konstrukcja jest bardziej odpowiednia do wykrywania sytuacji, w których przestrzeń instalacyjna jest ograniczona. Regulacja czujnika to prawie wszystkie czujniki ultradźwiękowe, które umożliwiają regulację odległych punktów wyjścia przełącznika lub zakresu pomiarowego. Obiekty spoza ustawionego zakresu mogą zostać wykryte, lecz nie spowodują zmiany stanu wyjścia. Niektóre czujniki mają różne parametry regulacji, takie jak czas reakcji czujnika, wydajność strat na powrocie i regulacja kierunku pracy, gdy czujnik jest podłączony do urządzenia pompującego. Powtarzalność, długość fali i inne czynniki będą miały wpływ na dokładność czujnika ultradźwiękowego. Najważniejszym czynnikiem jest prędkość fali akustycznej w funkcji temperatury, dlatego wiele czujników ultradźwiękowych ma charakterystykę kompensacji temperatury. Ta funkcja umożliwia czujnikom ultradźwiękowym z wyjściem analogowym osiągnięcie powtarzalności do 0,6 mm w szerokim zakresie temperatur.