Användning av ultraljudsgivare i industriell automation

Typiska applikationsexempel på ultraljudssensorer

 

Ultraljudsgivare ansågs en gång vara för svåra eller för dyra att använda, men med minskningen av kostnaden och användarvänligheten har fler och fler mekaniska designers införlivat ultraljudssensorer i designen av maskiner. Industriella användningsområden för ultraljudssensorer inkluderar detektering av fyllnadsförhållanden, detektering av reflekterande föremål och ämnen, kontroll av utvidgningen av slingrep och mätning av avstånd, följande är några applikationsexempel:

 

Inspektera flaskan i påfyllningsverkstaden

 

Nyckelpunkter för val av ultraljudssensor:

 

Omfång och storlek, storleken på det detekterade objektet kommer att påverka det effektiva området för ultraljudsavståndsgivare , sensorn måste detektera en viss nivå av ljudvågor för att exciteras för att utsignaler, ett större objekt kan reflektera de flesta ljudvågorna till sensorn, så sensorn kan Objektet avkänns inom sina gränser, och ett litet objekt kan bara reflektera väldigt få ljudvågor, vilket minskar avkänningsområdet avsevärt.

 

Objektet som ska mätas, det ideala objektet som kan detekteras av pzt ultraljudsgivare bör vara ett stort, plant föremål med hög densitet, placerat vertikalt vända mot sensorns avkänningsyta. Svårt att upptäcka är de vars area A är mycket liten, eller är gjorda av ljudabsorberande material, som skumplast, eller har ett hörn mot sensorn. Vissa objekt som är svåra att upptäcka kan läras till bakgrundsytan på objektet först och sedan svara på objektet som placeras mellan sensorn och bakgrunden.

 

När den används för vätskemätning måste vätskans yta vara vänd mot ultraljudssensorn vertikalt. Om vätskans yta är mycket ojämn, bör sensorns svarstid justeras längre. Den kommer att jämföra dessa förändringar och kan jämföra den fasta avläsningen. Plocka. Med förbättringen av industriell automationsnivå i världen finns det fler och mer komplexa applikationer, som också ställer fler och högre krav på sensorernas funktioner. I detta sammanhang har sensorer av olika slag och principer vuxit fram, och ultraljudssensorer är en av dem.

 

Det första att förklara är vad som är ultraljudsvåg: Vi vet alla att ljud produceras av vibrationer. Det är en slags våg, som fortplantar sig i andra riktningar i form av vibrationer i luft eller andra medier. Ljudvågor av pzt ultraljudsgivare med en frekvens mellan 20Hz och 20kHz kan inte kännas igen av det mänskliga örat. Så vi kallar ljudvågor med en vibrationsfrekvens högre än 20kHz ultraljudsvågor. Det har egenskaperna för hög frekvens, kort våglängd, litet diffraktionsfenomen, särskilt bra riktning och riktningsutbredning. Ultraljudsvågor kommer att producera betydande reflektion när de möter föroreningar eller gränssnitt för att bilda ekon. Ultraljudssensorer är sensorer som omvandlar ultraljudssignaler till andra energisignaler, vanligtvis elektriska signaler.

 

I princip kan ultraljudssensorer delas in i fyra kategorier: ultraljudsmätsensorer, ultraljudsnärhetssensorer, ultraljudssensorer med reflekterande plattor och MARPOSS ultraljudssensorer med genomgående strålar. Bland dessa fyra typer av produkter har reflekterande platt ultraljud och genomgående ultraljud samma princip som spegelreflektion och genomgående fotoelektrisk i fotoelektriska sensorer, som är mycket enkla och behöver ingen ytterligare introduktion.

 

Ultraljudsavståndssensor och ultraljudssensor är de mest typiska och flitigt använda. Deras arbetsprinciper är desamma, förutom att en utgång är ett switchvärde och den andra är ett analogt värde. Principen är som följer:

 

Startläge:

 

1. Sensorn genererar ett parti ljudvågor/pulser under inverkan av den elektroniska oscillatorn, och sedan skickas dessa ljudvågor till den omgivande luften.

 

2. Ljudvågor överförs från sensorn till målet.

 

3. Ställ sensorn i mottagningsläge.

 

Mottagningsläge:

1. En del av ekot som reflekteras av objektet återgår till sensorn.

 

2. Sensorns mikroprocessor beräknar tiden t som används för sändning och mottagning. (Om ljudhastigheten i mediet är v, är avståndet mellan sensorn och målet: S=v*t/2)

 

3. Mikroprocessorn driver en utsignal för att visa avstånd eller växlingsvärde.

 

På så sätt slutförs en komplett arbetsprocess, och principen är dessutom mycket enkel.

 

Nästa är frågan om tillämpning. Även om sensorer för ultraljudsnivågivare och fotoelektriska sensorer kan ersätta varandra i vissa applikationer, för det mesta är de faktiskt komplementära.

 

Fördelar med ultraljudssensorer framför fotoelektriska sensorer:

 

Kan kringgå små hinder (såsom damm, fotoelektricitet är absolut inte tillåtet i denna miljö).

 

Kan mäta vätskeposition. (t.ex. för vätskenivåövervakning)

 

Kan mäta genomskinliga föremål. (såsom närvaro eller frånvaro av glas eller förskjutningsinformation)

 

Påverkas inte av färgen på objektets yta. (extremt mörka eller extremt ljusa ytor)

 

Ultraljudssensorer kan användas i oljiga miljöer. (Även om det stänker olja på avkänningsytan, kan sensorn fortfarande fungera normalt, men om oljan stänker på den fotoelektriska sensorns sändande och mottagande yta kommer fotoelektriken inte att fungera)