Aplicarea traductorului cu ultrasunete în automatizarea industrială

Exemple tipice de aplicații ale senzorilor ultrasonici

 

Senzorii cu traductoare cu ultrasunete au fost cândva considerați prea dificili sau prea scumpi de utilizat, dar odată cu reducerea costurilor și ușurința în utilizare, din ce în ce mai mulți designeri mecanici au încorporat senzori cu ultrasunete în proiectarea mașinilor. Domeniile de aplicare industriale ale senzorilor ultrasonici includ detectarea condițiilor de umplere, detectarea obiectelor și substanțelor reflectorizante, controlul extinderii cablurilor bucle și măsurarea distanțelor, următoarele sunt câteva exemple de aplicații:

 

În atelierul de umplere, inspectați sticla

 

Puncte cheie pentru selectarea senzorului cu ultrasunete:

 

Raza și dimensiunea, dimensiunea obiectului detectat va afecta raza efectivă a Traductor cu ultrasunete , senzorul trebuie să detecteze un anumit nivel de unde sonore pentru a fi excitat la semnale de ieșire, un obiect mai mare poate reflecta majoritatea undelor sonore către senzor, astfel încât senzorul poate. Obiectul este detectat în limitele sale, iar un obiect mic poate reflecta doar foarte puține unde sonore, reducând astfel în mod semnificativ domeniul de detectare.

 

Obiectul de măsurat, obiectul ideal care poate fi detectat de către Traductoarele cu ultrasunete pzt ar trebui să fie un obiect mare, plat, de înaltă densitate, plasat vertical cu fața spre suprafața de detectare a senzorului. Greu de detectat sunt cele a căror suprafață A este foarte mică, sau sunt realizate din material fonoabsorbant, cum ar fi plasticul spumă, sau au un colț îndreptat spre senzor. Unele obiecte care sunt greu de detectat pot fi învățate mai întâi la suprafața de fundal a obiectului și apoi răspund la obiectul plasat între senzor și fundal.

 

Când este utilizat pentru măsurarea lichidului, suprafața lichidului trebuie să fie îndreptată vertical cu senzorul ultrasonic. Dacă suprafața lichidului este foarte neuniformă, timpul de răspuns al senzorului trebuie ajustat mai mult. Acesta va media aceste modificări și poate compara citirea fixă. Alege. Odată cu îmbunătățirea nivelului de automatizare industrială în lume, există aplicații din ce în ce mai complexe, care, de asemenea, propun cerințe din ce în ce mai mari pentru funcțiile senzorilor. În acest context, au apărut senzori de diferite tipuri și principii, iar senzorii cu ultrasunete sunt unul dintre aceștia.

 

Primul lucru de explicat este ce este unda ultrasonică: știm cu toții că sunetul este produs de vibrație. Este un fel de undă, care se propagă în alte direcții sub formă de vibrație în aer sau în alte medii. Unde sonore de Traductoarele cu ultrasunete pzt cu o frecvență între 20Hz și 20kHz nu pot fi recunoscute de urechea umană. Deci, numim undele sonore cu o frecvență de vibrație mai mare de 20 kHz unde ultrasonice. Are caracteristicile de înaltă frecvență, lungime de undă scurtă, fenomen de difracție mic, direcționalitate în special bună și propagare direcțională. Undele ultrasonice vor produce o reflexie semnificativă atunci când întâlnesc impurități sau interfețe pentru a forma ecouri. Senzorii cu ultrasunete sunt senzori care convertesc semnalele ultrasonice în alte semnale energetice, de obicei semnale electrice.

 

În principiu, senzorii cu ultrasunete pot fi împărțiți în patru categorii: senzori de măsurare cu ultrasunete, senzori cu ultrasunete de proximitate, senzori cu ultrasunete cu plăci reflectorizante și senzori cu ultrasunete MARPOSS. Printre aceste patru tipuri de produse, placa reflectorizantă cu ultrasunete și ultrasunete cu fascicul traversant au același principiu ca reflexia în oglindă și fotoelectrica cu fascicul transversal în senzorii fotoelectrici, care sunt foarte simple și nu necesită introducere ulterioară.

 

Senzorul cu ultrasunete și senzorul de proximitate cu ultrasunete sunt cele mai tipice și utilizate pe scară largă. Principiile lor de lucru sunt aceleași, cu excepția faptului că o ieșire este o valoare de comutare, iar cealaltă este o valoare analogică. Principiul este următorul:

 

Modul de lansare:

 

1. Senzorul generează un lot de unde sonore/impulsuri sub acțiunea oscilatorului electronic, iar apoi aceste unde sonore sunt trimise în aerul din jur.

 

2. Undele sonore sunt transmise de la senzor la țintă.

 

3. Comutați senzorul în modul recepție.

 

Modul de primire:

1. O parte din ecoul reflectat de obiect se întoarce la senzor.

 

2. Microprocesorul senzorului calculează timpul t folosit pentru transmisie și recepție. (Dacă viteza sunetului în mediu este v, distanța dintre senzor și țintă este: S=v*t/2)

 

3. Microprocesorul conduce un semnal de ieșire pentru a afișa distanța sau valoarea de comutare.

 

În acest fel, se finalizează un proces complet de lucru, iar principiul este, de asemenea, foarte simplu.

 

Urmează problema aplicării. Deşi Senzorii cu traductor de nivel cu ultrasunete și senzorii fotoelectrici se pot înlocui reciproc în unele aplicații, de cele mai multe ori sunt de fapt complementari.

 

Avantajele senzorilor cu ultrasunete față de senzorii fotoelectrici:

 

Poate ocoli mici obstacole (cum ar fi praful, fotoelectricitatea este absolut interzisă în acest mediu).

 

Poate măsura poziția lichidului. (de exemplu, pentru monitorizarea nivelului lichidului)

 

Poate măsura obiecte transparente. (cum ar fi prezența sau absența sticlei sau informații despre deplasare)

 

Nu este afectat de culoarea suprafeței obiectului. (suprafețe extrem de întunecate sau extrem de luminoase)

 

Senzorii cu ultrasunete pot fi utilizați în medii uleioase. (Chiar dacă există ulei stropit pe suprafața de detectare, senzorul poate funcționa normal, dar dacă uleiul stropește pe suprafața de transmitere și de recepție a senzorului fotoelectric, fotoelectricul nu va funcționa)